科学技术与应用

GFM下垂与虚拟阻抗耦合的小信号稳定性解析及解耦控制

周 文清

江苏堂宇建设工程有限公司

DOI: https://doi.org/10.59429/kxjsyy.v3i3.14788

Keywords: 构网型变流器；下垂控制；虚拟阻抗；小信号稳定性；功率解耦

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Abstract

本文针对 GFM 下垂控制中虚拟阻抗与外网阻抗耦合引起的功率耦合和稳定性问题，建立了包含下垂控制、功 率滤波、虚拟阻抗和外网阻抗的统一小信号模型，分析了总等效阻抗比 R_Σ/X_Σ 对系统稳定裕度的影响，并提出了静 态解耦补偿与虚拟阻抗整形相结合的控制方法。研究结果表明，所提方法能够显著抑制功率串扰，提升系统阻尼比， 同时改善暂态过程的动态响应速度与稳定裕度。

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References

[1] 詹长江，吴恒，王雄飞等. 构网型变流器稳定性研究综述[J]. 中国电机工程学报，2023, 43(6): 2339-2359.

[2] 黄萌，舒思睿，李锡林等. 面向同步稳定性的电力电子并网变流器分析与控制研究综述[J]. 电工技术学报，2024, 39(19): 5978-5994.

[3] 陈杰，闫震宇，赵冰等. 下垂控制三相逆变器阻抗建模与并网特性分析[J]. 中国电机工程学报，2019, 39(16):1721-1739.

[4] 刘欣，郭志博，贾焦心等. 基于序阻抗的虚拟同步发电机并网稳定性分析及虚拟阻抗设计[J]. 电工技术学报，2023, 38(15): 4130-4146.

[5] 于彦雪，关万琳，陈晓光等. 基于序阻抗的虚拟同步机同步频率谐振现象[J]. 电工技术学报，2022, 37(10):2584-2595.

[6] 杜燕，赵韩广，杨向真等. 考虑频率耦合效应的虚拟同步发电机序阻抗建模[J]. 电源学报，2020, 18(6): 42-49.

[7] 杜燕，朱轲，杨向真等. 考虑频率耦合的 VSG 虚拟阻抗优化设计[J]. 高电压技术，2022, 48(12): 5057-5067.

[8] 王鹏程，陈敏，朱冠南等. 基于电压补偿的下垂控制变换器功率解耦策略[J]. 电工技术学报，2026, 41(3):821-833.