惯性匹配原理：面向含VSG与SG的混合电力系统的瞬态同步稳定性提升
系统与控制
2026-04-22 v1 系统与控制
摘要
本文研究了由虚拟同步发生器(VSGs)和同步发生器(SGs)构成的电力系统混合架构下的瞬态同步稳定性。建立相对摆动方程模型以捕捉VSG与SG之间的瞬态同步动力学。基于该模型，系统分析了静态与动态特性，推导出量化稳定性水平指标，以阐明稳定性机制。随后，识别出两个基本的惯性匹配原理。首先，揭示了由VSG与SG惯性不匹配引起的新型不稳定机制。研究表明，增加VSG的惯性并不必然提高瞬态稳定性，如常被假设的那样。相反，存在一种最优惯性匹配常数，可最大化稳定性性能。其次，发现VSG份额对同步稳定性的影响strongly受到VSG惯性水平与其电压强度(即输出阻抗)匹配程度的影响。为实现可靠且稳健的同步稳定性，必须在VSG的惯性与虚拟阻抗之间进行适当的协调。最后，提出一种基于惯性匹配和虚拟阻抗调整的协调稳定策略，以提升瞬态同步稳定性性能的同时抑制故障电流。在两机系统和IEEE 39母线系统上的仿真实验验证了理论发现，并展示了所提策略的有效性。
引用
@article{arxiv.2604.18987,
title = {Inertia Matching Principle: Improving Transient Synchronization Stability in Hybrid Power Systems With VSGs and SGs},
author = {Changjun He and Li Zhang and Qi Liu and Rui Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18987},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 15 figures, article, 23 references