单相逆变器并网系统

核心功能​​

1. ​​惯量模拟与主动支撑​​

   • ​​虚拟惯量​​：传统光伏逆变器响应速度快但缺乏惯性，VSG算法通过引入虚拟转动惯量参数，使逆变器能够根据电网频率变化动态调整输出功率，延缓频率突变（类似传统发电机转子的惯性缓冲作用），抑制电网频率振荡。
   • ​​阻尼特性​​：通过模拟同步发电机的阻尼绕组特性，抑制功率振荡，改善动态稳定性。

2. ​​自主调频调压​​

   • ​​频率调节​​：检测电网频率偏差时，VSG控制的光伏逆变器可主动调节有功功率输出（如通过调整虚拟转子角速度），参与电网一次调频。
   • ​​电压调节​​：通过控制无功功率输出（类似同步机的励磁系统），支撑电网电压稳定。

3. ​​多模式无缝切换​​

   • 支持并网模式与离网（孤岛）模式自动切换。在电网故障时，可快速切换为独立运行模式，为本地负载供电，并维持电压和频率稳定。

4. ​​低电压/高电压穿越​​

   • 在电网电压跌落或骤升时，通过动态调整输出电流和功率，确保逆变器不脱网，提升电网抗扰动能力。

​​应用场景​​

1. ​​高比例可再生能源电网​​

   • 在光伏、风电渗透率高的区域电网中，传统同步发电机占比下降导致系统惯性不足，VSG逆变器可提供“虚拟同步”支撑，缓解频率失稳问题（如欧洲部分国家电网已尝试应用）。

2. ​​微电网与孤岛供电系统​​

   • 在偏远地区微电网或岛屿独立电网中，VSG光伏逆变器可作为主电源，模拟同步发电机主导电网频率和电压，无需依赖柴油发电机或储能系统即可稳定运行。

3. ​​分布式能源集群​​

   • 在工业园区、社区等场景中，多个VSG逆变器可协同运行，形成具有自同步能力的分布式电源集群，实现即插即用和自主协调控制。

4. ​​黑启动与电网恢复​​

   • 在电网崩溃后，具备VSG功能的光伏逆变器可为局部电网提供启动电源（黑启动），逐步恢复供电。

5. ​​弱电网或末端电网​​

   • 在电网阻抗较高、电压波动大的农村或边缘电网中，VSG逆变器的强电压支撑能力可改善电能质量。

​​技术优势​​

• ​​稳定性提升​​：解决新能源并网导致的低惯量、弱阻尼问题，减少对储能或火电调峰的依赖。
• ​​兼容性强​​：无需改造现有电网架构即可接入，适应未来高比例新能源电网需求。
• ​​经济性​​：通过控制算法替代部分硬件（如储能），降低系统成本。

​​实例与前景​​

• ​​德国“Enera”项目​​：在高风电渗透率的电网中部署VSG逆变器，验证了其对频率稳定的有效性。
• ​​中国青海光伏基地​​：在西北大规模光伏电站中应用VSG技术，提升区域电网的调频能力。
• ​​未来趋势​​：随着光伏成为主力电源，VSG技术将成为实现新型电力系统“源网协同”的关键支撑。

通过模拟同步发电机的物理特性，VSG算法赋予光伏逆变器“类传统电源”的稳定功能，是新能源从“被动适应电网”转向“主动支撑电网”的重要技术路径。

理论部分

实物展示

测试结果

输出电压测量

电能质量测量