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各方面波形都完美#xff01;#xff01;#xff01;模型一次…基于虚拟同步发电机vsg分布式能源并网仿真 并网逆变器有功频率控制无功电压控制VSG控制电压电流双环PI控制 各方面波形都完美 模型一次调频也可以模拟一次调压 MATLAB2016b直接上干货最近在Matlab2016b上搭了个虚拟同步发电机VSG的并网仿真模型实测波形稳如老狗。这个模型实现了从电网电压突变到负载投切的各种工况测试特别是它的一次调频特性完美复现了真实同步发电机的自我修养。模型核心是VSG控制算法见图1直接把同步发电机的转子运动方程搬到了逆变器里。核心代码部分长这样% VSG转子运动方程实现 function [omega,theta] VSG_Rotor(J,D,Pm,Pe,omega_n,dt) delta_P Pm - Pe; domega (delta_P - D*(omega - omega_n)) / (J*omega_n); omega omega domega * dt; theta theta omega * dt; end这里J和D分别模拟了转动惯量和阻尼系数实测发现J值大小直接决定频率响应的惯性时间D值影响动态过程的震荡幅度。调参时建议先固定D5J从0.5开始往上试。电压环用了双闭环结构外环是传统的无功-电压下垂控制内环是带前馈补偿的电流控制。重点看这个前馈补偿的实现% 电压前馈补偿计算 V_ref Vn kq*(Q_ref - Q_measure); dV_comp (V_grid * sin(theta_err)) / X_vsg; % 关键在这 Iq_ref (V_ref - V_measure dV_comp) / K_v;这个dVcomp项是很多论文里没明说的细节实测不加这个补偿的话在0.3秒的负载投切瞬间会有5%的电压暂降。Xvsg取值要和线路阻抗匹配一般取0.2~0.5Ω之间。调频特性测试时在t1秒时突加20%负载图2系统频率从50Hz跌到49.8Hz后约3秒内恢复稳定。这个过程中VSG的有功环通过调整功率角θ自动补偿功率缺额比传统下垂控制快了至少0.5秒。参数整定有个小技巧转动惯量J对应代码里的J和阻尼系数D要满足2*J/D ≈ 0.5~1.5这个比值直接决定动态响应速度。模型里最精彩的是电流环设计用了带谐振抑制的改进型PIs tf(s); Kp 0.5; Ki 50; Gc Kp Ki/s (2*pi*50)^2/(s^2 2*0.707*2*pi*50*s (2*pi*50)^2);这个谐振项专治5次、7次谐波实测THD能压到2%以下。注意谐振中心频率要设成实际电网频率的±0.5Hz范围内否则会翻车。跑完仿真最震撼的是看波形对比图3传统PQ控制和VSG控制的动态响应完全不在一个量级。特别是在0.2秒时的三相短路工况VSG的电流环在2ms内就完成限幅保护而普通控制方案直接过流跳闸。这个差异的关键在于VSG算法里的虚拟阻抗设计相当于给系统装了个电子减震器。最后说个坑Matlab2016b的Powergui模块有个隐藏设定必须把仿真类型设为Discrete步长取20us以下否则会出诡异的数值震荡。别问我是怎么知道的调了三天波形才发现的这个玄学问题...