御道御小黑1. 虚拟同步机与自抗扰控制技术背景
在新能源并网领域，逆变器控制策略直接决定了电力系统的稳定性和电能质量。传统同步发电机因其固有的转动惯量和阻尼特性，能够为电网提供天然的稳定性支撑。而随着电力电子接口设备在电网中占比的不断提升，如何让逆变器模拟同步发电机的运行特性，成为当前研究的热点问题。
虚拟同步发电机（VSG）技术通过控制算法使逆变器具备类似同步机的惯量响应和阻尼特性。其核心思想是在控制环路中引入虚拟的机械运动方程，使得逆变器能够根据电网频率变化自动调节有功输出，根据电压偏差调节无功输出。这种控制方式特别适合高比例新能源接入的弱电网场景。
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2. 系统整体架构设计
2.1 主电路拓扑结构
本仿真模型采用典型的两级式并网逆变器结构，前级为Boost升压电路，后级为三相全桥逆变器。直流母线电压设定为700V，通过LCL滤波器接入电网。关键参数设计如下：
- 开关频率：10kHz
- 滤波电感：2mH
- 滤波电容：20μF
- 电网侧电感：1mH
提示：LCL滤波器参数设计需满足谐振频率在开关频率的1/2到1/10之间，本设计谐振频率约为1.1kHz，符合要求。
2.2 控制策略架构
系统采用分层控制结构：
- 内环为电流环，采用PR控制器实现零稳态误差跟踪
- 外环为VSG控制环，实现有功-频率和无功-电压的下垂特性
- LADRC作为附加控制环，对系统总扰动进行估计和补偿
3. VSG核心算法实现
3.1 转子运动方程模拟
VSG的核心是模拟同步发电机的转子运动特性，其算法实现如下：
matlab复制function [omega, theta] = VSG_mechanical(P_ref, P_meas, J, D, omega_nom, dt)
% 计算功率偏差
delta_P = P_ref - P_meas;
% 机械运动方程离散化
omega_dot = (delta_P - D*(omega - omega_nom)) / J;
omega = omega + omega_dot * dt;
theta = theta + omega * dt;
% 角度归一化
theta = mod(