并网逆变器学习笔记1---虚拟同步机控制（VSG）

参考博士论文《基于虚拟同步机的微网逆变器控制策略研究_刘芳》

虚拟同步机控制综述

 1 欧洲VSYNC方案

根据频率偏差和频率变化率生成一次调频和虚拟惯量算法指令，使整个微网逆变器系统形成一个VSG。

 2 德国VISMA方案

德国学者hans-peter beck和ralf hesse提出利用转子运动方程和定子侧电气方程来建立同步发电机模型的VISMA方案。

重构了三相同步电机的转子动态方程和励磁调速器控制方案，并得出感应电动势，但在如何最终输出控制上提出两个方案：第一种根据检测的电流和感应电动势计算出逆变器桥臂电压指令，并进行相应的电压控制；另一种根据输出电压和感应电动势计算出逆变器输出电流指令，并进行电流滞环控制，最终实现同步发电机特性的模拟。

优点：模拟了同步发电机的动静态特性。

缺点：电流指令由定子电气方程开环计算得到，电抗等参数变化，导致电流指令由偏差。

以上两种方案在控制性能上有一定差异，尤其方案一在孤岛运行时存在一定不足。

3 英国synchronverter方案

4 日本VSG方案

5 美国GEC方案

6 挪威VSM方案

同步发电机组基本原理

有功功率需要调节角速度，通过调速器调节涡轮机实现。

 

无功功率需要调节电压幅值，通过励磁电流调机器实现：

 

下垂控制原理：

功率下垂+电压双环

有功-频率和无功-电压下垂方式。

 

VSG基本原理

模拟功率下垂+电压双环