虚拟同步机并联电流控制型变换器系统暂态同步稳定性分析

沈超; 帅智康; 程慧婕

doi:10.7500/AEPS20201002001

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虚拟同步机并联电流控制型变换器系统暂态同步稳定性分析

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 虚拟同步机并联电流控制型变换器系统暂态同步稳定性分析
- Transient Synchronization Stability Analysis of System with Paralleled Virtual Synchronous Generators and Current-controlled Converters
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第10期页码：115-123
- 作者机构：
  
  国家电能变换与控制工程技术研究中心（湖南大学），湖南省长沙市 410082
- 作者简介：
  
  沈超(1992—)，男，博士研究生，主要研究方向：微电网建模、控制与稳定性分析。E-mail：shenchaos1992@163.com
  帅智康(1982—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：大功率电能变换及微电网建模、控制与稳定性分析。E-mail：shuaizhikang-001@163.com
  程慧婕(1994—)，女，博士研究生，主要研究方向：微电网暂态电压稳定性分析。E-mail：jessycheng@hnu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51977066)
- DOI：10.7500/AEPS20201002001
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-10-02，
  
  修回日期：2021-01-08，
  
  网络出版日期：2021-03-24，
  
  纸质出版日期：2021-05-25
- 稿件说明：
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沈超,帅智康,程慧婕.虚拟同步机并联电流控制型变换器系统暂态同步稳定性分析[J].电力系统自动化,2021,45(10):115-123.

SHEN Chao,SHUAI Zhikang,CHENG Huijie.Transient Synchronization Stability Analysis of System with Paralleled Virtual Synchronous Generators and Current-controlled Converters[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(10):115-123.
沈超,帅智康,程慧婕.虚拟同步机并联电流控制型变换器系统暂态同步稳定性分析[J].电力系统自动化,2021,45(10):115-123. DOI： 10.7500/AEPS20201002001.

SHEN Chao,SHUAI Zhikang,CHENG Huijie.Transient Synchronization Stability Analysis of System with Paralleled Virtual Synchronous Generators and Current-controlled Converters[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(10):115-123. DOI： 10.7500/AEPS20201002001.

摘要

并网并联供电系统中，电流控制型变换器注入电流对虚拟同步机暂态同步稳定性有不可忽视的影响，甚至可能导致系统出现不可逆失稳问题。研究并联供电系统中变换器间的交互机理是保证系统在暂态过程中安全稳定运行的重要前提。文中建立了电流控制型变换器与虚拟同步机暂态交互模型，发现注入电流对虚拟同步机暂态稳定性的影响主要由功率耦合项决定。在此基础上，利用等面积准则分别分析了在纯感性和阻感性网络条件下不同注入电流相角对虚拟同步机暂态稳定性的影响。研究结果表明，当注入电流相角与并联线路导纳角相加接近-90°时

系统的稳定性将得到增强。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果和基于RT-LAB的实验结果验证了理论分析的正确性。

Abstract

The injected current of current-controlled converters has unnegligible effect on the transient synchronization stability of virtual synchronous generators (VSGs) in the grid-connected paralleled power supply system

which may result in irreversible instability problem of the system. Studying the interaction mechanism among different converters in the paralleled power supply system is an important prerequisite for ensuring stable operation of the system during the transient period. This paper builds the transient interaction model of VSGs and current-controlled converters. It is found that the effect of injected current on the transient stability of VSG is determined by the power coupling terms. On this basis

the effect of phase angle of injected current on the transient stability of VSG is studied by using equal area criterion (EAC) in both purely inductive and resistive-inductive networks. The research result shows that

when the sum of the phase angle of injected current and the admittance angle of paralleled line is close to -90°

the system stability will be enhanced. The simulation results based on PSCAD/EMTDC and the experimental results based on RT-LAB verify the correctness of the theoretical analysis.

关键词

Keywords

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