提高微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的逆變控制策略

孫世宇，衛(wèi)國崗，劉金寧，楊鳳彪

（軍械工程學(xué)院電氣工程系，河北石家莊050003）

提高微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的逆變控制策略

孫世宇，衛(wèi)國崗，劉金寧，楊鳳彪

（軍械工程學(xué)院電氣工程系，河北石家莊050003）

微電網(wǎng)中分布式電源的接入使得越來越多的電力電子器件得到應(yīng)用，但由于基于電力電子變流器的分布式電源幾乎沒有慣性，必然會給分布式電源的大量接入造成很大的困難.虛擬同步發(fā)電機控制策略是一種基于同步發(fā)電機慣性理論的虛擬慣量控制方法，能夠有效的改善微電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性.虛擬同步發(fā)電機控制策略將同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程、一次調(diào)頻特性和無功調(diào)節(jié)特性應(yīng)用到逆變電源的控制前端，并通過在勵磁系統(tǒng)增加改進的延遲環(huán)節(jié)有效的減緩了負載突變造成的沖擊，同步發(fā)電機的并網(wǎng)矢量控制應(yīng)用到逆變電源控制的后端，使微電網(wǎng)中含有儲能裝置的分布式電源具有類似于同步發(fā)電機的虛擬慣性.最后，利用Matlab/Simulink仿真軟件搭建微電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型并搭建逆變實驗平臺，通過仿真和實驗驗證虛擬同步發(fā)電機控制策略對微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的重要支撐作用.

微電網(wǎng)；分布式逆變電源；虛擬同步發(fā)電機；頻率穩(wěn)定；虛擬慣量

0 引言

微電網(wǎng)通常是由分布式能源、儲能裝置、同步發(fā)電機、負載、變流器和監(jiān)控保護裝置等共同構(gòu)成的小型的配電系統(tǒng).分布式能源作為環(huán)保、清潔的綠色能源，是微電網(wǎng)能量的主要來源，而同步發(fā)電機作為整個系統(tǒng)的平衡節(jié)點，用來支撐系統(tǒng)的電壓和頻率[1].微電網(wǎng)獨立運行且分布式能源接入時，因為轉(zhuǎn)動慣量可以反映系統(tǒng)組織頻率突變的能力，是保證系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的重要因素之一，所以其頻率穩(wěn)定性較差.同步發(fā)電機以及部分電動機負荷能夠為系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)動慣量，而分布式能源是無旋轉(zhuǎn)的靜止元件，是通過變流器并網(wǎng)的無旋轉(zhuǎn)慣量的裝置[2-3].為了解決上述問題，國內(nèi)外的學(xué)者提出了虛擬同步發(fā)電機（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制方法，將虛擬同步發(fā)電機控制方法應(yīng)用到分布式能源的逆變電源，從而產(chǎn)生虛擬的轉(zhuǎn)動慣量，使分布式能源逆變電源具有類似于同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣性和阻尼特性.

文獻[4]首次提出了虛擬同步發(fā)電機的概念，利用同步發(fā)電機的模型對來控制逆變電源進行控制，在微電網(wǎng)中得到了很好的應(yīng)用.文獻[5]基于逆變器與同步發(fā)電機原理結(jié)構(gòu)相似性考慮同步發(fā)電機組的慣性響應(yīng)特性、頻率響應(yīng)特性及調(diào)壓特性，提出了一種適用于風電機組頻率響應(yīng)控制研究的模擬同步發(fā)電機組設(shè)計方法以及具體實現(xiàn)方案.文獻[6-7]提出了一種新型微電網(wǎng)逆變電源，由逆變電源組成的微電網(wǎng)既能連接大電網(wǎng)運行，又能實現(xiàn)孤島運行的頻率的無差控制.文獻[8]根據(jù)同步發(fā)電機的電磁方程、一次調(diào)頻以及調(diào)壓控制特性，從而提出了電壓型虛擬同步發(fā)電機控制算法能夠較好的模擬同步發(fā)電機的外特性.此外文獻[9-11]對于虛擬同步發(fā)電機算法參數(shù)的選擇與應(yīng)用進行了研究，并且通過仿真驗證了它們在不同程度上相比于傳統(tǒng)的算法的優(yōu)勢.

本文通過提出了將同步發(fā)電機的運動方程、一次調(diào)頻和無功調(diào)節(jié)引入到逆變電源的控制上，并在虛擬勵磁系統(tǒng)增加了改進的延遲環(huán)節(jié)，將從而使虛擬同步發(fā)電機控制策略在微電網(wǎng)中得到應(yīng)用.利用Matlab/ Simulink仿真軟件搭建微電網(wǎng)仿真模型并搭建逆變實驗平臺，驗證虛擬同步發(fā)電機控制策略在微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性上的重要支持作用.

1 微電網(wǎng)與VSG控制

1.1 微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

虛擬同步發(fā)電機一般由能量存儲單元、逆變裝置以及相應(yīng)控制算法組成，本文重點放在分布式逆變電源的VSG控制策略上，并假設(shè)系統(tǒng)有足夠的的儲能裝備，且荷電狀態(tài)能夠滿足系統(tǒng)的輸出要求，簡單的微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示.

光伏陣列以及儲能電池在直流側(cè)經(jīng)過直流升壓匯集到直流母線上，經(jīng)過VSG控制的逆變單元變換為交流電，與柴油發(fā)電機和負載共同組成簡單的微電網(wǎng)系統(tǒng).該系統(tǒng)既可與大電網(wǎng)相連，也可以獨立運行.本文重點研究微電網(wǎng)獨立運行情況，系統(tǒng)的頻率與電壓由分布式能源作為支撐，并且分布式能源在該微電網(wǎng)系統(tǒng)中的穿透功率水平較高，便于測試系統(tǒng)發(fā)生頻率波動時所使用控制策略的作用和效果.

在微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)的慣性較小，任何負荷的突然變化都會導(dǎo)致微電網(wǎng)系統(tǒng)供需不平衡，從而影響了系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定.然而利用具有快速響應(yīng)特性的VSG裝置可以有效的減小負載突變造成的頻率偏差，改善微電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性，并且提升了分布式電源的穿透功率水平.

圖1 含有VSG的微電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)Fig.1 Microgrid topology with VSG

1.2 VSG控制與頻率穩(wěn)定

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，當系統(tǒng)的供需不平衡時，便會產(chǎn)生功率差，此時同步發(fā)電機組轉(zhuǎn)子機械部分存儲的動能便會對偏差進行補償，從而引起轉(zhuǎn)速下降，系統(tǒng)的頻率是由同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速決定的，則系統(tǒng)的頻率就會偏離額定值.但是由于分布式逆變電源本身并不具備轉(zhuǎn)動動能，且穿透功率水平較高必然會加大頻率偏差范圍，因此對VSG控制與頻率穩(wěn)定性關(guān)系進行理論推導(dǎo)與分析.

在常規(guī)同步發(fā)電機組中，輸出與消耗功率不平衡時，旋轉(zhuǎn)動能便會補償功率偏差，該功率偏差可表示為：

其中：ΔP為輸出與消耗功率差；ωm，ωg分別為同步發(fā)電機的機械角頻率和電角速度；J為轉(zhuǎn)動慣量；p表示同步發(fā)電機的極對數(shù)，設(shè)極對數(shù)為1，由式（1）得：

為了將分布式逆變電源模擬出同步發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)慣量，可將其輸出的有功功率和系統(tǒng)頻率建立一定的函數(shù)關(guān)系，使其具備相應(yīng)的虛擬慣量.設(shè)具有m個同步發(fā)電機組和n個虛擬同步發(fā)電機單元的有功功率與慣量（實際轉(zhuǎn)動慣量和虛擬慣量）之間的關(guān)系可表示為

其中：PSG為同步發(fā)電機組的功率差；PVSG為虛擬同步發(fā)電機的功率差.此時的系統(tǒng)總慣量為

由式（4）可知，在同時存在同步發(fā)電機和虛擬同步發(fā)電機單元的系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)慣量是由兩者共同決定的.在分布式電源大量接入的微電網(wǎng)系統(tǒng)中，分布式逆變電源不具備旋轉(zhuǎn)慣量，同步發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)慣量相對較小，使系統(tǒng)的總旋轉(zhuǎn)慣量減小，頻率穩(wěn)定性變差.若通過使用VSG控制方法，使分布式逆變電源轉(zhuǎn)變?yōu)閂SG單元，從而包含了虛擬的轉(zhuǎn)動慣量，則可以相應(yīng)增加系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量，提高系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性.

2 VSG控制策略

2.1 同步發(fā)電機矢量原理

為了能夠使分布式電源具備同步發(fā)電機的相關(guān)特性，對同步發(fā)電機的工作原理進行說明.同步發(fā)電機在并網(wǎng)時的等效電路和電壓電流向量關(guān)系如圖2所示.其中，Us為同步發(fā)電機的內(nèi)部電動勢；R、jX為等效電路的電阻與電抗；Ug為端電壓，并網(wǎng)時為并網(wǎng)電壓；Ig為輸出電流；φ為相位角.設(shè)旋轉(zhuǎn)坐標系直軸d的方向與網(wǎng)端電壓Ug同相，交軸q與d軸垂直.將圖中的相關(guān)矢量分別在d軸及q軸上分解，可以得出電流在直軸和交軸上參考的表達式

圖2 同步發(fā)電機并網(wǎng)等效電路及矢量圖Fig.2 Equivalent circuit and vector diagram of synchronous generator

其中導(dǎo)納Y及Usd、Usq為

相位角φ表示轉(zhuǎn)子角速度ω與系統(tǒng)角速度ωg差值的積分

在同步發(fā)電機中，它的轉(zhuǎn)子角速度ω是由調(diào)速器決定的，與有功功率及角頻率設(shè)定值有關(guān)；內(nèi)部電動勢由勵磁系統(tǒng)決定，與無功功率及電壓設(shè)定值有關(guān).根據(jù)同步發(fā)電機的相關(guān)原理，可以將其調(diào)速器模型和勵磁系統(tǒng)模型應(yīng)用到分布式逆變電源的控制中，使其具有同步發(fā)電機的相關(guān)特性，即構(gòu)成虛擬同步發(fā)電機控制策略.

2.2 VSG算法

基于同步發(fā)電機的原理，并將其模型簡化，得到轉(zhuǎn)子在機械和定子在電氣上的數(shù)學(xué)模型

其中：U為電樞電壓；E0為感應(yīng)電動勢；I為電樞電流；Ra為電樞電阻；Xs為同步電抗；θ為同步發(fā)電機電角度；Pt為機械功率；Pe為電磁功率.

根據(jù)分布式逆變電源并網(wǎng)時的電氣數(shù)學(xué)模型

可以得到此式與同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型在參數(shù)的類型和形式上保持著高度的一致，說明了虛擬同步發(fā)電機控制方法在理論上的可行性.虛擬同步發(fā)電機控制的數(shù)學(xué)模型如圖3所示.

由機械功率Pt和電磁功率Pe的差經(jīng)過積分得出系統(tǒng)的角速度，在經(jīng)過積分得到系統(tǒng)相位角θ，在此規(guī)定A相的初相位為零.通過正弦函數(shù)以及勵磁控制得到的電動勢E0的幅值就可以得到需要的電動勢，其值減去電路中阻抗上壓降，得到三相輸出電壓向量，即空間電壓矢量控制中的給定電壓U.最后通過空間電壓矢量控制器輸出開關(guān)脈沖信號，完成虛擬同步發(fā)電機的控制.

根據(jù)同步發(fā)電機的頻率調(diào)節(jié)特性，模擬有功-頻率下垂控制設(shè)計了虛擬同步發(fā)電機的功頻控制器.即

圖3 虛擬同步發(fā)電機數(shù)學(xué)模型Fig.3 Mathematical model of virtual synchronous generator

其中：Pn為有功功率輸入設(shè)定值；Dp為有功下垂系數(shù)；ωn為角頻率參考值.則有功頻率控制框圖如圖4所示.

圖4 功頻控制結(jié)構(gòu)框圖Fig.4 Structure diagram of power frequency control

通過額定電源角頻率與實際檢測角頻率比較的偏差值，通過下垂控制環(huán)節(jié)的控制，得到有功功率偏差與有功功率設(shè)定值相加，從而使負載功率的波動對系統(tǒng)的影響降低，主要利用同步發(fā)電機下垂特性實現(xiàn)系統(tǒng)的有功功率的穩(wěn)定與平衡.

根據(jù)同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，通過增加延遲環(huán)節(jié)，對模擬同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)進行改進，分布式逆變電源的無功-電壓控制框圖如圖5所示.

圖5 勵磁控制結(jié)構(gòu)框圖Fig.5 Excitation control structure

其中：Qn為無功功率輸入給定值；Dq為無功下垂系數(shù)；Td為延遲環(huán)節(jié)的時間常數(shù)；Un為端電壓參考值；Um為分布式逆變電源輸出電壓，并網(wǎng)時與系統(tǒng)母線電壓一致.

分布式逆變電源的參考電壓表達式為

式中，下垂系數(shù)Dq決定了系統(tǒng)的無功-電壓下垂特性.當系統(tǒng)輸出的無功偏離額定值時，通過下垂控制的調(diào)節(jié)得到系統(tǒng)電壓的指令值，此過程采用了虛擬電樞電壓與無功功率的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，使虛擬電樞電壓隨無功功率的變化進行反向變化.再通過PI控制用以保證輸出電壓的穩(wěn)定.

通過增加改進的延遲環(huán)節(jié)，能夠使虛擬勵磁系統(tǒng)很好的模擬同步發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)，使得無功功率能夠緩慢的過渡到新的穩(wěn)定值，減少了負載突變對系統(tǒng)造成的沖擊性影響

2.3 VSG逆變電源控制策略

基于虛擬同步發(fā)電機控制的逆變電源控制策略的結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示，為了更好的研究分布式逆變單元的控制方法，忽略儲能及分布式能源自身的動態(tài)響應(yīng)特性，將其用直流電壓源來代替.

在圖6中，主電路采用三相電壓型逆變器，使微電網(wǎng)可以實現(xiàn)能量的雙向流動.Udc為直流電壓源；R、L、C分別為濾波電感內(nèi)阻、濾波電感及濾波電容；Iabc為輸出三相電流；Uabc為輸出三相電壓，即公共母線端電壓.

基于虛擬同步發(fā)電機控制策略的分布式逆變電源工作時，系統(tǒng)根據(jù)給定的有功和無功參考值和實際的測量值，經(jīng)過有功-頻率和無功-電壓控制器后分別輸出虛擬機械功率及電壓參考值，再根據(jù)同步發(fā)電機的矢量關(guān)系得到三相輸出電壓向量，即為空間電壓矢量控制中的電壓給定值，后驅(qū)動PWM發(fā)生器產(chǎn)生脈沖來控制開關(guān)的通斷.

根據(jù)理論推導(dǎo)和分析，利用同步發(fā)電機的工作原理，使分布式逆變電源具備了虛擬的轉(zhuǎn)動慣量，這種虛擬同步發(fā)電機控制策略下的分布式逆變電源可以增加系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量，從而有效的改善了微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性.

圖6 虛擬同步發(fā)電機控制策略框圖Fig.6 Control block diagram of virtual synchronous generator

3 仿真分析

為了驗證本文提出的虛擬同步發(fā)電機控制策略，基于Matlab/simulink搭建圖6所示的仿真模型，將分布式逆變電源作為系統(tǒng)的平衡節(jié)點，來支撐整個微電網(wǎng)的電壓與頻率.

仿真時，將采用下垂控制和本文提出的虛擬同步發(fā)電機控制算法下的分布式逆變電源系統(tǒng)進行對比分析.仿真過程進行如下的設(shè)置：分布式逆變電源的容量為20 kW，負載為10 kW，系統(tǒng)穩(wěn)定運行，0.5 s時進行負載的增減來觀測系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng).

3.1 負載突增

系統(tǒng)穩(wěn)定運行，在0.5 s時負載突增2 kW，系統(tǒng)響應(yīng)的頻率對比結(jié)果如圖7所示.

圖7中，分布式逆變電源采用虛擬同步發(fā)電機控制算法時，負載由10 kW突增至12 kW，系統(tǒng)的頻率變化得到了明顯的減緩，系統(tǒng)頻率的最小值由49.98 Hz升高到49.988 Hz，頻率的幅值變化率減小了40%.且系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間由0.02 s變?yōu)?.058 s，可知基于虛擬同步發(fā)電機控制的分布式逆變電源在頻率的動態(tài)響應(yīng)過程中對系統(tǒng)起到了明顯的慣性支撐作用.

圖7 負載突增時系統(tǒng)頻率響應(yīng)對比Fig.7 Comparison of the frequency response of the system under sudden load increase

3.2 負載突減

系統(tǒng)穩(wěn)定運行，在0.5 s時負載突減2 kW，系統(tǒng)響應(yīng)的頻率對比結(jié)果如圖8所示.

圖8中，分布式逆變電源采用虛擬同步發(fā)電機控制算法時，負載由10 kW突減至8 kW，由于系統(tǒng)在負載突變后通過振蕩調(diào)節(jié)使系統(tǒng)的頻率變化得到了明顯的緩解，并且頻率的最大值在下垂控制時為50.015 9 Hz，而VSG控制時頻率得到了有效的降低，頻率的最大變化為0.09 Hz，頻率的幅值變化率減小了43%.且在采用虛擬同步發(fā)電機控制后系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間由0.015 s變?yōu)?.053 s，調(diào)節(jié)時間增加，從而使系統(tǒng)有充足的時間對負載的突減做出反應(yīng).不僅減少了系統(tǒng)負載突減對系統(tǒng)電力電子器件的沖擊損耗，而且還有效的改善了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng).

3.3 不同的慣性系數(shù)

在虛擬同步發(fā)電機控制不同慣性時間常數(shù)情況下，系統(tǒng)負載突增2 kW時的頻率動態(tài)響應(yīng)如圖9所示.

由圖9可知，分布式逆變電源采用虛擬同步發(fā)電機控制可以在不同程度上減小頻率變化的范圍.虛擬同步發(fā)電機控制策略中的慣性時間常數(shù)H取值不同，在頻率動態(tài)調(diào)節(jié)的過程中分布式逆變電源就會表現(xiàn)出不同的慣性特性，也就是說分布式逆變電源虛擬出的慣性越大，對微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率的支持作用越明顯.但是隨著慣性時間常數(shù)H的增加，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)就會變緩慢，超調(diào)量變大，逐漸產(chǎn)生一定的振蕩.因此，在慣性時間常數(shù)H的選擇上，應(yīng)綜合微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體要求及每個微源自身的響應(yīng)特性，并考慮分布式逆變電源的動態(tài)響應(yīng)時間、超調(diào)量及達到穩(wěn)定所需時間等.此外，在分布式逆變電源容量適當?shù)那闆r下，通過改變慣性時間常數(shù)可以虛擬不同的慣性大小，展現(xiàn)了其相比于實際同步發(fā)電機更加靈活多變的優(yōu)勢.

圖8 負載突減時系統(tǒng)頻率響應(yīng)對比Fig.8 Comparison of frequency response of the system load anticlimax

圖9 H變化下負載突減時系統(tǒng)頻率響應(yīng)Fig.9 Changes of H under load anticlimax system frequency response

4 實驗驗證

為了驗證本文提出的虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)在分布式逆變電源中應(yīng)用的有效性，根據(jù)圖6的拓撲結(jié)構(gòu)，搭建了的實物逆變實驗平臺.該實驗平臺構(gòu)成的逆變器控制系統(tǒng)的額定容量為21 kVA；電源輸入側(cè)采用電壓調(diào)節(jié)器進行功率輸入，輸入電壓側(cè)電壓可調(diào)范圍100～600 V，頻率為800 Hz；利用整流器電路將數(shù)值較低的交流電壓整流成620 V以上的直流電壓；逆變器輸出額定電壓為380 V，額定電流為25 A，額定頻率為50 Hz.

該實驗平臺的逆變器核心控制器采用的為TI公司的TMS320F28069，功率開關(guān)管采用的為由ROHM公司開發(fā)的全SiC功率模塊BSM120D12P2C005，它與普通的同等額定電流的IGBT模塊相比，開關(guān)損耗降低了64%（芯片溫度為150度時），有效降低了應(yīng)用功率轉(zhuǎn)換損耗；驅(qū)動模塊同樣采用的為ROHM公司開發(fā)的BM6104FV-C模塊；電流傳感器采用ACS759LCB-100.逆變器的超級鐵硅鋁濾波電感為0.140 mH，濾波電容為15 μF.

根據(jù)系統(tǒng)的容量大小和器件的特性，進行相關(guān)的負載實驗，設(shè)系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時帶載功率為50%額定功率，在某一時刻增加負載功率使系統(tǒng)帶載功率為75%額定功率，分別在傳統(tǒng)下垂控制和虛擬同步發(fā)電機控制下對比分析對應(yīng)的動態(tài)響應(yīng)，系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)如圖10、圖11所示.

圖10 傳統(tǒng)下垂控制下系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)Fig.10 The dynamic response of traditional droop control system

圖11 VSG控制下系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)Fig.11 Dynamic response of the system under VSG control

根據(jù)圖10和圖11中頻率變化波形可以得到，傳統(tǒng)下垂控制下系統(tǒng)頻率變化波動性較大，調(diào)整時間為1.02 s；而采用虛擬同步發(fā)電機控制后，系統(tǒng)頻率波動明顯減小，調(diào)整時間為2.34 s，頻率幅值的變化也變得緩慢，減緩了系統(tǒng)功率變化率，從而有效的提高了頻率的穩(wěn)定性.

通過與仿真實驗進行對比，系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)基本相同，由于增減負載得到規(guī)律相似，在此只進行增負載的介紹.通過實驗驗證了采用虛擬同步發(fā)電機控制策略能夠提高系統(tǒng)的頻率表穩(wěn)定性.

5 結(jié)束語

本文首先通過理論的分析及推導(dǎo)得出了虛擬同步發(fā)電機與微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的關(guān)系，并研究了一種基于虛擬同步發(fā)電機控制的分布式逆變電源控制策略，通過Matlab/simulink軟件仿真和實驗平臺驗證，得出以下結(jié)論：

1）由于分布式能源在微電網(wǎng)系統(tǒng)甚至大電力系統(tǒng)中所占比重越來越大，使得系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)動慣量不斷減小，造成系統(tǒng)的動態(tài)頻率響應(yīng)以及暫態(tài)穩(wěn)定性不斷的惡化.

2）利用同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程、一次調(diào)頻特性、無功調(diào)壓構(gòu)造了虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)，很好地模擬了同步發(fā)電機的特性，增加了系統(tǒng)總的慣性，從而提高了系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性.

3）通過對在虛擬勵磁系統(tǒng)中增加改進的延遲環(huán)節(jié)，可以有效的減緩負載變化對系統(tǒng)造成的沖擊，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性.

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[責任編輯 代俊秋]

Inverter control strategy for improving the frequency stability of microgrid

SUN Shiyu，WEI Guogang，LIU Jinning，YANG Fengbiao
（Department of Electrical Engineering,Ordnance Engineering College,Hebei Shijiazhuang 050003,China）

More and more power electronic devices are used in the distributed power supply of micro grid.However,due to the fact that the distributed power supply based on power electronic converters has little inertia,it will inevitably lead to lots of difficulties in the distributed power supply.The control strategy of the virtual synchronous generator is a virtual inertia control method that can effectively improve the stability of micro grid frequency based on the inertia theory of synchronous generator.Virtual synchronous generator control strategy of the rotor motion equation,the synchronous generator primary frequency and reactive power regulation characteristics is used to control the front-end power inverter,and synchronous generator grid connected inverter control vector control is applied to the back end,which comprises a storage in micro grid distributed power device with virtual inertia which is similar to that of the synchronous generator.Finally,the simulation model of microgrid system is built by using Matlab/Simulink simulation software,and the simulation experiments verify that the control strategy of the virtual synchronous generator plays an important role in the frequency stability of the microgrid system.

microgrid;distributed inverter supply;virtual synchronous generator;frequency stabilization;virtual inertia

TM464

A

1007-2373（2017）04-0008-08

10.14081/j.cnki.hgdxb.2017.04.002

2017-09-03

國家自然科學(xué)基金（51307184）

孫世宇（1965-），男，教授，博士.