多虚拟同步机并网系统功频振荡模态分析

基于系统传递函数的多虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)功频振荡分析方法确定振荡频率需要建立复杂的高阶传递函数,计算量大,且不能提供系统各元件对功率振荡的参与程度等信息。该文提出一种通过建立多VSG并网系统回路阻抗矩阵获取系统振荡频率及振荡影响范围的模态评估方法。首先,运用类比法构建VSG功频控制环路多机并网系统的机械导纳模型;其次,借鉴电力系统中串、并联谐振特点的不同,为验证模态分析法的适用性,分别列写系统的节点导纳矩阵和回路阻抗矩阵进行模态分析,并进一步采用灵敏度分析法确定振荡时系统各VSG的参与度;再通过与频域分析法作对比研究当VSG数量、电网等效阻抗、虚拟惯量和线路阻抗变化时,系统关键振荡模态的变化规律,可为解决当前高渗透率新能源并网工程应用中出现的功频振荡问题提供参考。最后,通过搭建多VSG并网系统的仿真模型验证上述方法的正确性和有效性。