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UPS虚拟同步发电机控制技术.docx
资料介绍
UPS虚拟同步发电机（VSG）控制技术
——从并网逆变到电网支撑的主动控制方案
一、引言
虚拟同步发电机（VSG）控制技术使UPS逆变器模拟同步发电机的惯性和阻尼特性，主动参与电网的电压和频率调节，增强电网的稳定性。在可再生能源渗透率持续提升的背景下，电网的惯量和调频能力下降，VSG控制使UPS从"被动用电设备"转变为"主动电网支撑节点"。2026年，伊顿9395XR的EnergyAware功能已具备电网交互能力，VSG控制在UPS中的应用开始加速。本文将从VSG原理、惯量模拟、控制策略和工程应用四个方面进行系统阐述。
二、VSG原理
2.1 同步发电机特性
同步发电机的转子运动方程：
其中J为转动惯量，ω为角速度，Tm为机械转矩，Te为电磁转矩，D为阻尼系数。
2.2 VSG控制
VSG控制在逆变器中模拟上述方程，使逆变器输出特性与同步发电机一致：
1. 有功-频率下垂（P-f下垂）：P增大时，输出频率降低
2. 无功-电压下垂（Q-V下垂）：Q增大时，输出电压降低
三、惯量模拟
3.1 虚拟惯量的意义
1. 电网频率变化时，VSG根据转子运动方程自动响应
2. 提供与同步发电机等效的惯量支撑
3. 减缓频率变化率，为一次调频争取时间
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