计及电流限幅环节影响的虚拟同步发电机暂态稳定区间分析

高凯; 肖凡; 葛平娟; 涂春鸣; 邹凯星; 肖泽坤

doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0365

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计及电流限幅环节影响的虚拟同步发电机暂态稳定区间分析

更新时间：2025-12-03

- 计及电流限幅环节影响的虚拟同步发电机暂态稳定区间分析
- Vol. 49, Issue 5, Pages: 1951-1961(2025)
- 作者机构：
  
  1. 国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)
  2. 中国石油大学(华东)新能源学院
  3. 国网江西省电力有限公司南昌供电分公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0365
  CLC： TM341;TM712
- Published：2025
- 稿件说明：
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高凯, 肖凡, 葛平娟, et al. 计及电流限幅环节影响的虚拟同步发电机暂态稳定区间分析[J]. 2025, 49(5): 1951-1961.
DOI：

高凯, 肖凡, 葛平娟, et al. 计及电流限幅环节影响的虚拟同步发电机暂态稳定区间分析[J]. 2025, 49(5): 1951-1961. DOI： 10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0365.

摘要

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator

VSG)的输出外特性与传统同步发电机(synchronous generator

SG)相似，因此VSG能够为电网提供电压与频率支撑。然而，在故障工况下，VSG存在与SG类似的功角失稳问题，且VSG无法承受过大的故障电流。由于VSG过流能力较弱，一般需要设置相应的电流限幅环节。加入电流限幅环节后，VSG暂态特性发生改变，暂态分析复杂度提升，目前电流限幅环节对VSG暂态稳定区间的影响尚不清晰。基于此，该文充分考虑电流限幅环节对VSG暂态稳定性的影响，分析得到故障全过程下VSG的暂态行为；接着，利用Runge-Kutta迭代算法及最小二乘数据拟合等分析手段，计算得到不同电流限幅倍数与不同故障深度下的极限切除角(critical clear angle

CCA)和极限切除时间(critical clear time

CCT)，定量刻画了VSG暂态稳定区间，为继电保护等电网实际操作提供准确的理论指导。最后，仿真和实验证明了理论分析与暂态稳定区间分析结果的准确性。

Abstract

关键词

Keywords

references

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