摘 要
随着全球能源转型的加速，新能源发电在电力系统中的渗透率持续提升，但其固有的间歇性和随机性对电网稳定运行带来了严峻挑战。为解决这一问题，本文基于虚拟同步机技术展开研究，旨在通过模拟传统同步发电机的动态特性，增强新能源并网系统的稳定性与可控性。研究首先分析了虚拟同步机的基本原理及其在惯性支撑和一次调频中的作用，并针对现有控制策略在动态响应和功率平衡方面的不足，提出了一种改进型虚拟同步机控制方法。该方法结合自适应下垂控制与储能优化配置，显著提升了系统的暂态性能和功率分配精度。通过仿真验证，结果表明所提方法能够在高比例新能源接入场景下有效抑制频率波动，提高电网抗扰动能力。此外，本文还设计了实验平台以进一步验证理论分析的正确性与实际应用的可行性。研究表明，基于虚拟同步机技术的控制策略不仅能够改善新能源并网的稳定性，还为未来高渗透率可再生能源系统的运行提供了新的思路。
关键词:虚拟同步机；自适应下垂控制；新能源并网
目 录
引言 1
1 虚拟同步机技术基础 1
1.1 虚拟同步机基本原理 1
1.2 关键参数分析与建模 2
1.3 控制策略概述 3
1.4 技术优势与挑战 3
2 新能源并网需求分析 4
2.1 新能源特性及其影响 4
2.2 并网控制的核心要求 4
2.3 稳定性与兼容性问题 5
2.4 当前技术瓶颈 5
3 基于VSG的并网控制设计 6
3.1 控制架构设计原则 6
3.2 功率调节机制优化 6
3.3 频率与电压支撑策略 7
3.4 模型验证与仿真分析 7
4 实验验证与性能评估 8
4.1 实验平台搭建 8
4.2 数据采集与处理方法 8
4.3 性能指标分析 9
4.4 结果讨论与改进方向 9
结论 11
参考文献 12
致 谢 13
随着全球能源转型的加速，新能源发电在电力系统中的渗透率持续提升，但其固有的间歇性和随机性对电网稳定运行带来了严峻挑战。为解决这一问题，本文基于虚拟同步机技术展开研究，旨在通过模拟传统同步发电机的动态特性，增强新能源并网系统的稳定性与可控性。研究首先分析了虚拟同步机的基本原理及其在惯性支撑和一次调频中的作用，并针对现有控制策略在动态响应和功率平衡方面的不足，提出了一种改进型虚拟同步机控制方法。该方法结合自适应下垂控制与储能优化配置，显著提升了系统的暂态性能和功率分配精度。通过仿真验证，结果表明所提方法能够在高比例新能源接入场景下有效抑制频率波动，提高电网抗扰动能力。此外，本文还设计了实验平台以进一步验证理论分析的正确性与实际应用的可行性。研究表明，基于虚拟同步机技术的控制策略不仅能够改善新能源并网的稳定性，还为未来高渗透率可再生能源系统的运行提供了新的思路。
关键词:虚拟同步机；自适应下垂控制；新能源并网
目 录
引言 1
1 虚拟同步机技术基础 1
1.1 虚拟同步机基本原理 1
1.2 关键参数分析与建模 2
1.3 控制策略概述 3
1.4 技术优势与挑战 3
2 新能源并网需求分析 4
2.1 新能源特性及其影响 4
2.2 并网控制的核心要求 4
2.3 稳定性与兼容性问题 5
2.4 当前技术瓶颈 5
3 基于VSG的并网控制设计 6
3.1 控制架构设计原则 6
3.2 功率调节机制优化 6
3.3 频率与电压支撑策略 7
3.4 模型验证与仿真分析 7
4 实验验证与性能评估 8
4.1 实验平台搭建 8
4.2 数据采集与处理方法 8
4.3 性能指标分析 9
4.4 结果讨论与改进方向 9
结论 11
参考文献 12
致 谢 13
