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虚拟同步机与自抗扰控制技术在新能源并网中的应用

成简洁·2026-08-06·阅读 44 GEO检测（免费）
虚拟同步机自抗扰控制新能源并网
|难度：普通|阅读约 12 分钟

1. 虚拟同步机与自抗扰控制技术背景

在新能源发电系统中，逆变器作为连接分布式电源与电网的关键设备，其控制策略直接影响着系统的稳定性和电能质量。传统逆变器控制方法如PQ控制和下垂控制，虽然结构简单但缺乏必要的惯量和阻尼特性，难以应对电网频率波动和电压跌落等动态过程。虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟同步发电机的机电暂态特性，为逆变器提供了类似同步机的转动惯量和阻尼系数，有效提升了系统的稳定性。

然而，VSG控制在实际应用中仍面临两个关键挑战：一是系统参数变化和外部扰动导致的控制性能下降；二是并网瞬间的冲击电流问题。线性自抗扰控制(LADRC)因其对系统内外扰动的强鲁棒性，成为提升VSG性能的理想选择。LADRC通过扩张状态观测器(ESO)实时估计并补偿系统总扰动，无需精确的数学模型即可实现高性能控制。

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2. 仿真模型架构设计

2.1 整体控制结构

本仿真模型采用分层控制架构，包含功率环、电压环和电流环三部分。功率环实现VSG的有功-频率和无功-电压下垂特性；电压环采用LADRC提高输出电压的抗干扰能力；电流环保证输出电流快速跟踪。预同步控制模块独立于主控制系统，在并网前完成电压幅值、相位和频率的同步调节。

模型主要参数配置如下表所示：

参数类别 具体参数 典型值
VSG基本参数 额定功率 10kVA
额定电压 220V/50Hz
虚拟惯量J 0.5kg·m²
阻尼系数D 15N·m·s/rad
LADRC参数 观测器带宽ωo 1000rad/s
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