中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法

王海鑫; 韩德运; 杨子豪; 穆思宇; 陈哲; 杨俊友

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2152

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法

更新时间：2026-07-22

- 中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法
- 中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法
- 太阳能学报 2026年47卷第4期页码：286-296
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2152
  中图分类号： TM712
- 网络首发：2026-05-08，
  
  纸质出版：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
王海鑫, 韩德运, 杨子豪, 等. 中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法[J]. 太阳能学报, 2026,47(4):286-296.

王海鑫, 韩德运, 杨子豪, et al. 中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法[J]. 2026, 47(4): 286-296.
王海鑫, 韩德运, 杨子豪, 等. 中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法[J]. 太阳能学报, 2026,47(4):286-296. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2152.

王海鑫, 韩德运, 杨子豪, et al. 中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法[J]. 2026, 47(4): 286-296. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2152.

摘要

提出中风速区域下VSG-PMSG临界虚拟惯量参数整定方法。首先

建立VSG-PMSG模型

分析机组响应系统频率的有效动能范围。其次

构建VSG-PMSG的调频小信号模型

推导出临界虚拟惯量整定考虑因素。最后

提出适用于系统频率响应的VSG-PMSG临界虚拟惯量整定方法

并根据根轨迹图分析虚拟惯量变化对VSG-PMSG频率动态响应性能的影响规律

为多工况下调频控制参数的选择提供依据。通过Matlab/Simulink进行多工况仿真对比分析

验证理论分析的正确性。

Abstract

This paper proposes a tuning method for the critical virtual inertia parameters of VSG-PMSG in the medium wind speed region. Firstly

a VSG-PMSG model is established to analyze the effective kinetic energy range of the frequency response of the unit to system. Secondly

a frequency modulation small signal model for VSG-PMSG is constructed

and the critical virtual inertia tuning considerations are derived. Finally

a critical virtual inertia tuning method for the frequency response of VSG-PMSG to system is proposed

and the influence of virtual inertia changes on the frequency dynamic response performance of VSG-PMSG is analyzed based on the root locus

which provides a basis for the selection of frequency control parameters under multiple operating conditions. Multiple operating conditions are compared and analyzed through Matlab/Simulink simulation to verify the correctness of theoretical analysis.

关键词

Keywords

references

文云峰, 林晓煌. 孤岛与并网模式下微电网最低惯量需求评估[J]. 中国电机工程学报, 2021, 41(6): 2040-2052.

赵恩盛, 韩杨, 周思宇, 等. 微电网惯量与阻尼模拟技术综述及展望[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(4): 1413-1427.

LYU X, GROß D.Grid forming fast frequency response for PMSG-based wind turbines[J]. IEEE transactions on sustainable energy, 2024, 15(1): 23-38.

罗魁, 郭剑波, 王伟胜, 等. 跟网型新能源附加频率控制对频率稳定及小扰动同步稳定影响分析综述[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(4): 1261-1280.

蔡国伟, 钟超, 吴刚, 等. 考虑风电机组超速减载与惯量控制的电力系统机组组合策略[J]. 电力系统自动化, 2021, 45(16): 134-142.

黎静华, 宋诚鑫, 兰飞. 基于参数模糊推理的风机虚拟惯量优化控制策略[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(20): 125-133.

王晓东, 曹国胜, 刘颖明, 等. 双馈风电机组动态虚拟惯量和阻尼模糊自适应控制策略研究[J]. 太阳能学报, 2023, 44(9): 356-365.

CHEN S M, SUN Y, HOU X C, et al.Quantitative parameters design of VSG oriented to transient synchronization stability[J]. IEEE transactions on power systems, 2023, 38(5): 4978-4981.

张林, 张海波, 蒋维勇, 等. 基于自适应动态虚拟同步阻抗的虚拟同步机功率解耦策略[J]. 中国电机工程学报, 2024, 44(15): 6010-6023.

葛平娟, 涂春鸣, 肖凡, 等. 面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(6): 2109-2123.

XU Y Y, NIAN H, HU B, et al.Impedance modeling and stability analysis of VSG controlled type-Ⅳ wind turbine system[J]. IEEE transactions on energy conversion, 2021, 36(4): 3438-3448.

杜燕, 朱轲, 杨向真, 等. 考虑频率耦合的VSG虚拟阻抗优化设计[J]. 高电压技术, 2022, 48(12): 5057-5067.

陆秋瑜, 赵仕兴, 杨银国, 等. 考虑风轮机动态特性的虚拟同步永磁直驱风机阻尼转矩系数分析[J]. 高电压技术, 2022, 48(10): 3838-3847.

王子骏, 庄可好, 辛焕海, 等. 虚拟同步直驱风机低频振荡机理分析及阻尼补偿控制[J]. 电力系统自动化, 2024, 48(2): 95-104.

DU W J, DONG W K, WANG Y, et al.Small-disturbance stability of a wind farm with virtual synchronous generators under the condition of weak grid connection[J]. IEEE transactions on power systems, 2021, 36(6): 5500-5511.

王宝财, 孙华东, 李文锋, 等. 考虑动态频率约束的电力系统最小惯量评估[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(1): 114-126.

彭海涛, 何山, 程静, 等. 考虑虚拟惯性时间常数和频率二次跌落的风电频率综合控制策略[J]. 太阳能学报, 2023, 44(8): 509-517.

杨超, 李东翰, 雷显帅, 等. 虚拟惯量控制对直驱风电机组载荷影响的分析及评估[J]. 电力系统自动化, 2024, 48(7): 258-266.

邵昊舒, 蔡旭, 周党生, 等. 风电机组虚拟同步及惯量控制方法分析与测试评估[J]. 高电压技术, 2020, 46(5): 1528-1537.

孙华东, 王宝财, 李文锋, 等. 高比例电力电子电力系统频率响应的惯量体系研究[J]. 中国电机工程学报, 2020, 40(16): 5179-5191.

刘珏麟, 余娟, 杨知方, 等. 面向电力系统概率稳定性提升的风电虚拟惯量参数优化方法[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(17): 6602-6614.

王淋, 巨云涛, 吴文传, 等. 面向频率稳定提升的虚拟同步化微电网惯量阻尼参数优化设计[J]. 中国电机工程学报, 2021, 41(13): 4479-4489.

杨万里, 涂春鸣, 肖凡, 等. 面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强方法[J]. 中国电机工程学报, 2025, 45(1): 52-66.

张峰, 李柏慷, 丁磊. 考虑风电调频能量联动分配的时变调频参数设定方法[J]. 电力系统自动化, 2022, 46(16): 188-197.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于动态调频潜力系数的超大型风电机组自适应虚拟惯量控制

基于DFIG桨距角与虚拟惯量的协调频率控制策略研究

基于风速预测的风电场虚拟惯量协调控制技术

局部阴影下光伏电站参与一次调频的控制策略

基于自适应VSG控制策略永磁直驱风电系统研究