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近年来,风电因其所具有的诸多优点得到了快速的发展,但随着风电占比的不断提高,电网惯量与阻尼下降等问题随之出现,影响了电网频率与电压的稳定性。因此,风电参与系统的调压调频势在必行。针对上述问题,本文将虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator,VSG)的控制策略应用于直驱式永磁风电机组(Permanent magnet synchronous generator,PMSG)的并网控制中,机侧变流器采用恒直流电压控制维持直流电压恒定,网侧变流器采用VSG控制策略进行并网控制。与传统的网侧变流器相比,该控制策略所述的电压源型VSG可以模拟同步发电机的有功-频率和无功-电压的动态特性,调节系统的惯量、阻尼以及阻抗。对增强风电机组的主动支撑能力,参与系统的调压调频有着非常重要的意义。首先,分析了直驱式永磁风电机组的拓扑结构与模型以及风电输出功率的控制方法,对风电机组的虚拟惯量进行了建模与推导,并针对惯量支撑与一次调频在主动支撑控制中的原理与作用进行了分析。随后,详细论述了一种电压源型VSG的控制策略,对照传统同步发电机进行了励磁器、调频器与内环控制器设计,并提出将系统实际物理参数结合到虚拟绕组的设计中,以消除其对变流器控制的影响。在电磁暂态的层面进行了控制器传递函数的推导,并通过波特图在复频域下分析了控制器参数的变化对系统稳定性的影响;同时还分析了高风电占比系统的功率分配与VSG相关参数设计之间的关系。通过上述分析,论述了相关参数的综合选取原则。最后,将该控制策略由单机推广到多机,构建并联风电机组的并网等效模型,提出了基于直流汇集的风电机组多机共直流并行控制策略。研究了基于VSG的多机共直流并网方式下的主动支撑能力。采用基于直流汇集的多机组并行控制策略可以有效地避免交流汇集时的电压同步与谐波问题,并且减少了网侧变流器数量提高了经济性。根据直流母线电压的不同控制方式,分析并对比了主从控制与直流下垂控制策略的不同,并提出了利用直流电容提供虚拟惯量的方法。为了验证本文所提控制策略,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,在不同工况与运行方式下验证了所提控制策略的正确性。