负荷虚拟同步机的宽频带dq阻抗建模及弱电网下与传统PWM整流器的稳定性对比分析

作者：郭健; 陈燕东^*; 王翔宇; 伍文华; 谢志为; 刘一锋; 王海宁

来源：中国电机工程学报, 2020, 40(15): 4758-4770.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.191777

• 负荷虚拟同步机
• dq阻抗建模
• 宽频带
• 小信号稳定性分析

负荷虚拟同步机(load-sidevirtualsynchronous machine,LVSM)引入转动惯量J和下垂系数Dp,为电网提供惯性和阻尼,但其在弱电网下的稳定性有待探究。考虑控制延时及采样滤波器,建立LVSM的宽频带dq阻抗模型,对比分析LVSM和传统电压型PWM整流器(voltagesource rectifier,VSR)的dq阻抗特性。LVSM的Zdd在10Hz内呈负阻性,比VSR的负阻范围窄,在10Hz以上基本呈感性。其次,基于广义奈奎斯特判据,比较研究发现它们在弱电网下都会诱发振荡:LVSM的振荡范围(40～60Hz)比VSR的振荡范围(7～200Hz)窄。且直流电压PI控制器是决定它们稳定性的关键。对LVSM而言,比例越大,积分越小,系统越稳定,且减小J和Dp可增强系统稳定性。对VSR而言,比例和积分越小,系统越稳定,且去除电压前馈可增强系统稳定性;最后,通过仿真和实验验证该文分析的正确性。

• 单位
  湖南大学