虚拟同步发电机协调控制：提升电力系统稳定性

"该文主要探讨了含双馈风电场的互联电力系统中虚拟惯量与虚拟阻尼的协调控制方法，旨在提升电力系统的稳定性和频率响应。文章指出，随着风电场的大规模接入，电力系统的相对惯性和阻尼降低，这可能导致系统稳定性下降。虚拟同步发电机（VSG）技术被用来模拟传统同步发电机的动态特性，以增强电网频率支撑。尽管VSG技术在虚拟惯量控制上已有较多研究，但虚拟阻尼的研究相对较少。 作者们推导了VSG控制器参数与虚拟惯量和虚拟阻尼之间的数学关系，并针对这两者之间可能存在的调节矛盾，提出了一种新的协调控制策略。该策略结合了系统主导振荡模式的在线辨识和粒子群优化算法，以优化VSG控制器参数。通过这种方式，可以更好地利用虚拟阻尼，提升高风电渗透率电力系统的稳定性。 在含双馈风电场的两区域互联电力系统仿真模型中，所提出的控制策略得到了验证，结果显示它能够实现系统频率稳定性和功率稳定性的综合优化。这一成果对于理解和改进风力发电对电力系统动态性能的影响，以及设计更高效的风电并网控制策略具有重要意义。" 本文研究的核心知识点包括： 1. **虚拟同步发电机（VSG）技术**：VSG是一种将风电机组模拟为同步发电机的技术，通过控制策略使其在系统频率波动时提供类似同步发电机的支撑，以改善电力系统的动态性能。 2. **虚拟惯量与虚拟阻尼**：虚拟惯量是VSG的一种控制策略，用于模仿同步发电机的机械惯量，帮助系统快速响应频率变化；虚拟阻尼则有助于抑制功率振荡，增强系统的阻尼特性。 3. **电力系统稳定性**：大规模风电接入可能降低系统的相对惯性和阻尼，影响稳定性。VSG技术的引入旨在提高系统的频率稳定性和功率稳定性。 4. **在线辨识与粒子群优化算法**：这些是优化VSG控制器参数的工具，通过实时识别系统的主导振荡模式，结合粒子群优化算法寻找最佳控制参数，实现虚拟惯量和虚拟阻尼的协调。 5. **仿真验证**：通过含双馈风电场的电力系统仿真，证明了所提控制策略的有效性，能有效提升系统的频率响应和功率稳定性。 6. **风电并网影响**：大规模风电并网对电力系统运行的挑战，以及VSG技术如何应对这些问题，是文章讨论的重要背景。