基于VSG的构网型光伏逆变器阻抗建模与稳定性分析

来源：动力工程学报杂志2025年第10期北京时间：

作者：王伟岸, 张鹏凯, 吕敬, 王晗, 蔡旭, 陈思宇,

摘要：随着光伏发电渗透率的持续提高,光伏发电系统需具备构网能力。为满足限流需求,现有方法通常采用功率外环级联电压环、电流环的控制架构,或在控制环路中引入虚拟导纳环节。针对含虚拟导纳和电流内环的虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)构网型光伏逆变器,开展阻抗建模与并网稳定性研究。首先,建立并验证了VSG控制下光伏逆变器的阻抗模型;其次,分析了功率外环参数、虚拟导纳环节参数与结构、低通滤波器截止频率等因素对光伏逆变器阻抗特性的影响;然后,基于广义奈奎斯特稳定判据和系统回路阻抗法研究了控制参数和电网强度对VSG构网型光伏逆变器小信号稳定性的影响规律。最后,利用MATLAB/Simulink仿真验证了稳定性分析结论的正确性。结果表明:较小的虚拟电感值有利于系统在中低频段的稳定运行;适当增大虚拟导纳环节虚拟电阻和低通滤波器的截止频率可有效提升系统稳定裕度;在强电网条件下,构网型光伏逆变器系统可能面临低频振荡失稳风险。

关键词：光伏发电,虚拟同步发电机,虚拟导纳,阻抗,稳定性,