Analysis of Influence of Virtual Synchronous Control on Subsynchronous Oscillation Damping for Grid-connected Wind Power System

LIU Zhijian; LUO Jun; LIANG Ning; HAN Jiangbei; YU Chengjun; LIU jie

doi:10.7500/AEPS20210901003

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Analysis of Influence of Virtual Synchronous Control on Subsynchronous Oscillation Damping for Grid-connected Wind Power System

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Analysis of Influence of Virtual Synchronous Control on Subsynchronous Oscillation Damping for Grid-connected Wind Power System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 1, Pages: 135-142(2023)
- 作者机构：
  
  昆明理工大学电力工程学院，云南省昆明市 650500
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52167010);Yunnan Basic Research Project of China(202101AU070015);Yunnan Human Resources Training Foundation of China(KKSY201904013)
- DOI：10.7500/AEPS20210901003
  CLC：
- Received：01 September 2021，
  
  Revised：2022-04-18，
  
  Published Online：18 November 2022，
  
  Published：10 January 2023
- 稿件说明：
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刘志坚,骆军,梁宁等.虚拟同步控制对风电并网系统次同步振荡阻尼影响分析[J].电力系统自动化,2023,47(1):135-142.

LIU Zhijian,LUO Jun,LIANG Ning,et al.Analysis of Influence of Virtual Synchronous Control on Subsynchronous Oscillation Damping for Grid-connected Wind Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(1):135-142.
刘志坚,骆军,梁宁等.虚拟同步控制对风电并网系统次同步振荡阻尼影响分析[J].电力系统自动化,2023,47(1):135-142. DOI： 10.7500/AEPS20210901003.

LIU Zhijian,LUO Jun,LIANG Ning,et al.Analysis of Influence of Virtual Synchronous Control on Subsynchronous Oscillation Damping for Grid-connected Wind Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(1):135-142. DOI： 10.7500/AEPS20210901003.

摘要

为厘清虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)对风电并网系统次同步振荡的影响机理，建立了含VSG的风电并网系统全阶状态空间模型。以振荡频率及阻尼比为量化指标，定量评估了在次同步振荡模态下VSG的阻尼特性，并通过求解参与因子得到VSG控制参数对次同步振荡的灵敏度。最后，通过时域仿真验证了建模方法的有效性和机理分析的准确性。结果表明，尽管VSG削弱了转子侧换流器内环比例系数对次同步振荡的影响，但是该系数对次同步振荡的影响仍然最大，且VSG励磁控制积分系数对次同步振荡的影响程度高于阻尼系数。

Abstract

In order to clarify the influences of virtual synchronous generators (VSG) on the subsynchronous oscillations of grid-connected wind power systems

the full-order state-space model of the grid-connected wind power system with VSG is developed. After that

the damping characteristics of the VSG in the subsynchronous oscillation mode is quantitatively evaluated by adopting the oscillation frequency and damping ratio as the quantitative indicators

and the participation factor is calculated to obtain the sensitivity of the control parameters involved in VSG to subsynchronous oscillations. Finally

the validity of the modeling method and the accuracy of the mechanistic analysis are verified by the time-domain simulation. The results show that although the VSG weakens the influences of the inner-loop proportionality coefficient in the rotor-side converter on the subsynchronous oscillations

the coefficient exerts the greatest influence on subsynchronous oscillations

and the integral coefficient of the VSG excitation control imposes a higher influence on the subsynchronous oscillations than the damping ratio.

关键词

Keywords

references

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