Power Oscillation Suppression Method for Synchronous Generator-Virtual Synchronous Generator Heterogeneous Parallel System Considering Frequency Stability

SHAO Yiming; MEI Jun; DIAO Weiye; WANG Guanghua

doi:10.7500/AEPS20250529003

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Power Oscillation Suppression Method for Synchronous Generator-Virtual Synchronous Generator Heterogeneous Parallel System Considering Frequency Stability

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Power Oscillation Suppression Method for Synchronous Generator-Virtual Synchronous Generator Heterogeneous Parallel System Considering Frequency Stability
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Issue 3, Pages: 90-100(2026)
- 作者机构：
  
  东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52077037)
- DOI：10.7500/AEPS20250529003
  CLC：
- Received：29 May 2025，
  
  Revised：2025-08-11，
  
  Online First：21 November 2025，
  
  Published：10 February 2026
- 稿件说明：
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邵一鸣,梅军,刁伟业等.考虑频率稳定的SG-VSG异构并联系统功率振荡抑制方法[J].电力系统自动化,2026,50(3):90-100.

SHAO Yiming,MEI Jun,DIAO Weiye,et al.Power Oscillation Suppression Method for Synchronous Generator-Virtual Synchronous Generator Heterogeneous Parallel System Considering Frequency Stability[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(3):90-100.
邵一鸣,梅军,刁伟业等.考虑频率稳定的SG-VSG异构并联系统功率振荡抑制方法[J].电力系统自动化,2026,50(3):90-100. DOI： 10.7500/AEPS20250529003.

SHAO Yiming,MEI Jun,DIAO Weiye,et al.Power Oscillation Suppression Method for Synchronous Generator-Virtual Synchronous Generator Heterogeneous Parallel System Considering Frequency Stability[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(3):90-100. DOI： 10.7500/AEPS20250529003.

摘要

由同步发电机(SG)和虚拟同步发电机(VSG)构成的孤岛微电网在负荷扰动下易引发功率振荡，且现有的抑制策略难以兼顾系统的频率特性。为此，文中提出一种考虑频率稳定的功率振荡抑制方法。首先，基于SG和VSG功角响应差异，将输出功率分解为动、稳态分量，并利用2-范数量化动态分量对功率振荡的影响，进而揭示稳定机理。其次，建立SG-VSG异构并联系统的状态空间模型，分析异构电源的物理差异和参数失配对系统功率和频率稳定特性的影响。然后，提出基于分频功率补偿的振荡抑制策略，利用高频功率分量加速振荡衰减。进一步，考虑频率变化率的约束优化控制结构，实现振荡抑制与频率性能的协同优化。最后，通过实验验证了理论分析及所提方法的有效性。

Abstract

The islanded microgrid composed of synchronous generator (SG) and virtual synchronous generator (VSG) is prone to power oscillation under load disturbances

while existing suppression strategies are difficult to take into account the frequency characteristics of the system. Therefore

a power oscillation suppression method considering frequency stability is proposed. Firstly

based on the difference of power angle response between SG and VSG

the output power is decomposed into dynamic and steady-state components

and the influence of the dynamic component on the power oscillation is quantified by 2-norm

thereby revealing the stabilization mechanism. Secondly

the state-space model of SG-VSG heterogeneous parallel system is established to analyze the effects of physical difference and parameter mismatch of heterogeneous power sources on the power and frequency stability characteristics of the system. Then

an oscillation suppression strategy based on frequency-division power compensation is proposed

which utilizes a high-frequency power component to accelerate oscillation attenuation. Furthermore

the control structure is optimized with the rate of change of frequency (RoCoF) constraint to achieve coordinated optimization of oscillation suppression and frequency performance. Finally

the effectiveness of the theoretical analysis and the proposed method is verified by experiments.

关键词

Keywords

references

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