双机并联无功环流抑制虚拟阻抗VSG控制【simulink仿真模型实现】

双机并联虚拟同步发电机（VSG）系统中，因线路阻抗不匹配及参数差异，易引发无功环流。本方案在传统VSG控制基础上，引入自适应虚拟阻抗环节。其核心在于：实时检测两机间无功环流分量，据此动态调节各VSG的虚拟阻抗值，等效补偿实际线路阻抗差异，迫使两机输出电压特性趋于一致，从而实现无功功率的自主均分与环流抑制。

仿真模型核心模块简述：

1. VSG控制：

   • 模拟同步发电机机电暂态特性。

   • 转子运动方程：实现有功-频率（P-f）下垂及惯性响应。

   • 电压调节方程：实现无功-电压（Q-V）下垂控制。

   • 输出：基础参考电压指令（幅值 V_mag*，相位角 θ*）。

2. 虚拟阻抗控制（含环流抑制）：

   • 基础虚拟阻抗：串联于VSG输出端（常为感性），改善功率解耦与稳定性。

   • 环流检测：计算两机输出电流差值，提取无功环流分量 ΔI_q。

   • 自适应补偿：基于 ΔI_q 生成动态虚拟阻抗补偿量 ΔZ_v（如PI调节）。

   • 合成与压降计算：总虚拟阻抗 Z_v = Z_{v0} + ΔZ_v；计算虚拟压降 ΔV_v = Z_v * I_o。

   • 输出：修正参考电压 V_ref* = V* - ΔV_v。

3. 电压电流双闭环控制：

   • 外环（电压环）：跟踪修正后的 V_ref*，生成电流参考指令 I_ref。

   • 内环（电流环）：快速跟踪 I_ref，生成逆变桥调制信号 V_inv_ref。

   • 输出：驱动逆变器功率器件的PWM信号。

4. 锁相环（PLL）：

   • 精确跟踪公共连接点（PCC）电压相位 θ_{PCC} 与频率 ω_{PCC}。

   • 作用：为VSG同步、坐标变换及控制环路提供相位基准。

仿真流程概要： PLL提供同步基准 → VSG生成基础电压指令 → 虚拟阻抗模块依据环流信息动态修正指令 → 双闭环控制精确输出该电压 → 实现并网/并联运行与无功环流抑制。仿真模型旨在验证该控制策略的有效性。

仿真结果：

仿真模型更多详情见原文：

https://mp.weixin.qq.com/s/jpb6Gax5d54IK8zJFwyFdA