【摘 要】
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能源问题一直是各个国家关注的热点,由分布式可再生能源构成的微电网为能源的综合利用和经济运行提供了较好的解决方案,目前已经广泛应用在实际工业生产中。逆变器作为发电单元与电网的接口装置能够快速的实现交直流能量交互,然而大量的逆变器接入电网后会使电网的惯性降低,从而对电网的安全稳定运行造成影响。虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）技术的提出使逆变器具有惯性
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能源问题一直是各个国家关注的热点,由分布式可再生能源构成的微电网为能源的综合利用和经济运行提供了较好的解决方案,目前已经广泛应用在实际工业生产中。逆变器作为发电单元与电网的接口装置能够快速的实现交直流能量交互,然而大量的逆变器接入电网后会使电网的惯性降低,从而对电网的安全稳定运行造成影响。虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）技术的提出使逆变器具有惯性和阻尼的特性,提高了逆变器的暂稳态性能和抗干扰能力。鉴于VSG技术在逆变器并联和并网应用中拥有的优点,本文将VSG技术运用到三相逆变器中,并对逆变器的离并网切换以及并联功率均分控制策略展开研究,主要研究内容如下:（1）简要介绍了课题的研究背景,同时介绍了逆变器两种常用控制策略,并对VSG离并网切换和功率均分控制策略的研究现状进行了总结。（2）详细介绍VSG逆变器工作原理,采用小信号建模的方式并结合根轨迹的方法,对有功-频率环路的惯性和阻尼系数进行合理选取。同时对静止坐标系和旋转坐标系下的电压电流双闭环控制策略进行了稳定性分析。（3）由于VSG逆变器的一次调频输出频率不能达到50Hz,并且随着负载的增大频率会进一步降低,为了避免输出频率超过稳定范围,提出二次调频策略使频率在稳态时达到额定值。为了避免VSG逆变器在离并网切换时产生冲击电流现象,提出频率、电压预同步策略使VSG逆变器能够由离网平滑切换到并网模式,同时当电网出现故障时VSG逆变器能够自动切换到离网二次调频模式。（4）由于传统的VSG逆变器并联难以实现精确的无功功率均分,为此本文提出了一种基于小电压信号注入的无互联线功率均分方法。小电压信号注入系统后形成扰动量对输出电压幅值进行补偿,从而在稳态时有功和无功功率都能实现均分。小电压信号注入后VSG逆变器并联系统实现了精确的功率均分,但是基波频率不能达到50Hz,为此将二次调频策略加入到VSG逆变器并联系统中,稳态时同时实现了二次调频和无功均分,但是有功功率出现不均分现象。因此采用双小电压信号注入的方式,在稳态时基波频率保持在50Hz且有功和无功功率实现均分。对注入小电压信号的幅值和频率等参数进行了合理选取,并对系统稳定性进行了分析,最后通过仿真进行了验证。（5）搭建三相VSG实验平台,对文中所提控制策略的正确性和有效性进行了验证。
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