第43卷第7期2023年7月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentVol.43No.7Jul.2023基于VSG的光伏及混合储能系统功率分配与虚拟惯性控制李怡，李永丽，李松，邵泽广，陈晓龙（天津大学智能电网教育部重点实验室，天津300072）摘要：在基于虚拟同步发电机（VSG）控制的光伏及混合储能系统中，不同类型的储能之间存在协调配合问题，其荷电状态（SOC）也与VSG的控制策略密切相关。针对该问题，提出了一种基于VSG的光伏及混合储能系统的协调控制策略。在逆变器直流侧引入混合储能系统，并基于VSG控制原理对其进行功率分配。根据储能SOC与VSG虚拟惯性之间的定量关系，设计了一种改进的虚拟惯性自适应控制策略，并给出相关参数的选取原则，在改善系统输出频率和功率动态响应的同时，对储能SOC进行控制。基于MATLAB／Simulink进行仿真，结果表明所提控制策略可以有效改善系统电压和频率的稳定性，实现混合储能之间功率的合理分配，提高储能的充放电性能并延长其寿命。关键词：虚拟同步发电机；混合储能系统；光伏；功率分配；虚拟惯性；自适应控制中图分类号：TM615；TM712文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.2022120030引言近年来，光伏发电因具有清洁、高效等优势，成为各国大力发展的必然选择［1］。但是，光伏大规模并网运行会给电网的动态响应和稳定性带来不利的影响。一方面，虽然光伏并网逆变器的输出频率由电网支撑，但是光伏出力的间歇性、随机性、波动性以及电网频率／功率扰动会导致逆变器的输出频率出现动态响应过程，存在越限风险，进而会引起输出功率超调或振荡，导致较大的功率冲击，严重时会触发过流保护动作［2］。另一方面，光伏并网逆变器属于无转动惯量的电力电子元件，其大量接入会导致电网整体的转动惯量和阻尼不足，应对功率、频率扰动的能力下降［3］。因此，为了提高光伏并网的友好性，可以在逆变器的控制中引入虚拟同步发电机（virtualsynchronousgenerator，VSG）控制技术［4］，并在光伏电站中配置一定容量的储能设备，为VSG的调节过程提供能量缓冲［5］。针对储能系统，为了改善出力性能、降低成本、延长循环寿命，可根据储能自身的工作特点考虑不同类型的储能相互配合。目前，光储系统中常采用低通滤波器实现混合储能之间的功率分配，但在实际应用中，功率波动的频率和大小未知，因此低通滤波器截止频率的设计存在困难。文献［6⁃7］采用低通滤波法使超级电容器、蓄电池分别平抑高频、低频功率扰动，并根据储能的运行...
