随着经济和科技的迅速发展，新能源发电装机比例不断上升。然而，在带来电能的同时，新能源发电技术因引入大量高频、低惯性的电力电子装置而给传统电网造成了较大冲击。由于虚拟同步机能够模拟同步电机的阻尼特性，为电网提供适度的惯量支撑，因此该技术受到了广泛关注。

虚拟同步机技术是将电力电子装置按照同步电机的数学模型进行建模和控制的一种新兴变换器控制方法。目前，对虚拟同步机的研究多集中于理想电网情形。虚拟同步机技术可使电力电子变换器表现出类似同步电机的阻尼和惯量特性，从而促进电源或负荷与电网的友好交互。然而，因实际电网运行工况较为复杂，电网电压畸变将导致虚拟同步变换器的并网电流发生严重畸变。

为此，南京航空航天大学自动化学院的研究人员徐健、曹鑫、郝振洋、杨奇，在2022年第8期《电工技术学报》上撰文，提出一种适用于畸变电网下的虚拟同步整流器电流谐波抑制方法。他们首先运用阻抗分析法，研究电网谐波电压对虚拟同步整流器并网电流的影响机制；其次，基于阻抗分析，提出一种电网谐波电压前馈的方法，通过增大谐波频率处的网侧阻抗，削弱电网谐波电压对并网电流的影响，实现对电流谐波的抑制；最后，采用小信号分析法，研究前馈因子的取值方法，并评估系统的稳态与动态性能。

图 虚拟同步整流器实验平台实物

研究人员指出，采用本方法后，虚拟同步整流器抑制谐波电流的能力增强。在实验室谐波种类丰富，THD为2.8%的交流电网输入下，可将并网电流的THD从16.46%降至3.6%。他们采用小信号分析法研究电网谐波电压的前馈因子取值范围，在提升虚拟同步整流器并网电流质量的同时可保证其控制的稳定性，使系统具有充足的相位裕度。

另外，研究人员表示，采用电网谐波电压前馈法提升了虚拟同步整流器在不同电网工况下的适应性，完成了20kW功率等级的实验验证。仿真和实验结果证明了所提控制方法可有效抑制畸变电网情形下虚拟同步整流器的电流谐波，提升控制品质，为大功率虚拟同步整流器的实际运用提供了实验依据。

本文编自2022年第8期《电工技术学报》，论文标题为“基于电网谐波电压前馈的虚拟同步整流器电流谐波抑制方法”。本课题得到了国家自然科学基金资助项目的支持。