弱电网下VSG-DFIG暂态功角稳定性分析及优化策略

电压源型双馈风电机组通过采用虚拟同步机控制这种典型的构网型控制方式,可以为电网提供一定的阻尼与惯性,而在电网发生电压跌落故障时,其可能会出现与同步机相似的功角稳定问题。首先,借助等面积定则分析电网电压发生三相对称跌落时,网侧转差功率与变功率给定值对暂态功角稳定性的影响。同时为使变功率给定控制策略在暂态期间适应网侧变流器动态变化,提出了一种基于暂态功角前馈的虚拟同步机控制双馈风电机组稳定性优化方法。将功角偏差量通过前馈的方式补偿暂态过程中虚拟同步机的不平衡转矩,加速功角越过暂态期间平衡点后的减速过程。通过暂态功角曲线的加减速面积确定前馈系数的选取范围,在保证功角收敛的情况下维持电压源型控制穿越故障。最后,通过仿真与硬件在环实验平台验证上述理论分析的正确性及优化方法的有效性。