【摘 要】
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近年来，能源危机和环境污染的问题日渐突出，可再生能源和分布式能源等新能源领域受到了越来越广泛的关注。分布式电源能够有效提高供电可靠性及供电质量，降低系统成本，对于解决偏远地区分布式供电的问题具有重要意义。然而，分布式发电系统缺乏传统发电机所具有的惯性和阻尼，间歇性的可再生能源和不可预测的负荷变化严重影响独立微网系统的稳定性。因此，本文研究含有惯量和阻尼特性的Synchronverter虚拟同步机并
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近年来，能源危机和环境污染的问题日渐突出，可再生能源和分布式能源等新能源领域受到了越来越广泛的关注。分布式电源能够有效提高供电可靠性及供电质量，降低系统成本，对于解决偏远地区分布式供电的问题具有重要意义。然而，分布式发电系统缺乏传统发电机所具有的惯性和阻尼，间歇性的可再生能源和不可预测的负荷变化严重影响独立微网系统的稳定性。因此，本文研究含有惯量和阻尼特性的Synchronverter虚拟同步机并联系统具有重要的意义。
论文首先介绍了微网逆变器的控制方式，并在其应用场合和控制性能方面做了对比分析，着重对几种不同的虚拟同步机控制技术进行了详细介绍，结果表明本文研究的基于Synchronverter技术的虚拟同步机具有惯性和阻尼的优良并网性能，同时能够对微网系统的频率和电压进行调节，具有良好的发展前景。
然后介绍了Synchronverter虚拟同步机的主电路拓扑及控制结构。通过建立虚拟同步机小信号模型分别得到有功-频率环和无功-电压环的开环传递函数，根据开环传函稳定裕度条件确定了有功环惯量系数和无功环增益系数的选取原则。分析了关键参数对虚拟同步机稳定性和动态性能的影响，并进行参数整定和稳定性验证，同时研究了虚拟同步机并网预同步控制策略。建立了虚拟同步机单机仿真，结果验证了参数选取的可行性及虚拟同步机的优良性能。
最后研究了在微网条件下虚拟同步机并联运行的启动方案、环流抑制及容量分配控制策略，通过虚拟阻抗策略和控制参数的整定实现了环流抑制和功率分配的目的。同时，针对公共直流母线的双机并联系统，研究了零序环流抑制的方法。搭建了仿真模型和实验样机系统，仿真及实验结果验证了所研究方案的可行性与优越性。
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