【文章概述】
本文主要探讨了如何改善含风电场的虚拟惯量互联电力系统的稳定性，提出了自适应鲁棒滑模控制策略。随着可再生能源，特别是风电的大规模接入，电力系统的稳定性和控制面临着新的挑战。双馈风电机组（DFIG）由于其特殊的工作方式，无法直接参与频率控制，而虚拟惯量控制可以模拟同步发电机的行为，帮助提升系统的频率响应。然而，虚拟惯量控制可能会影响系统的同步稳定性，特别是在存在不确定性和参数摄动的情况下。
【关键概念】
1. **虚拟惯量**：虚拟惯量是风电场等非同步电源提供的模拟同步发电机惯量的功能，通过快速响应频率变化来支持电网稳定性。
2. **互联电力系统**：多个电力网络相互连接形成的大型电力系统，通常包括各种类型的电源，如同步发电机和非同步发电机。
3. **同步稳定性**：电力系统中各发电机保持同步运行的能力，对于系统的稳定运行至关重要。
4. **自适应鲁棒控制**：一种控制策略，能自动调整控制器参数以适应系统参数变化和不确定性，增强系统的鲁棒性。
5. **滑模控制**：一种非线性控制方法，通过设计不连续的控制输入使系统状态趋向于一个滑动模态，对系统参数变化和外界扰动具有强鲁棒性。
【研究方法】
1. **等效转子运动模型**：基于功率平衡原理，建立了考虑DFIG虚拟惯量影响的同步发电机等效转子运动模型，以体现系统参数的协调性和故障因素。
2. **不确定性和随机扰动**：将系统参数的不一致性和故障扰动表示为等效惯量参数的摄动和有界不确定扰动。
3. **自适应鲁棒滑模控制**：结合等效惯量和等效阻尼的可变性，设计了一种自适应鲁棒滑模控制策略，以改善系统的动态稳定性。
4. **理论分析与仿真验证**：通过理论分析和仿真结果对比传统虚拟惯量控制，证明了所提控制策略能更有效地抑制频率振荡、降低频率变化率和相对功角振荡幅度。
【结论】
提出的自适应鲁棒滑模控制策略能够针对互联电力系统中虚拟惯量控制带来的复杂性，提高系统的动态稳定性，尤其是在面对未知参数和扰动时。这种方法通过引入滑模控制，增强了对非线性和不确定性的鲁棒性，对于改善大规模可再生能源并网对电网稳定性的影响具有重要意义。
【关键词】：虚拟惯量；互联电力系统；同步稳定性；自适应鲁棒；滑模控制
【分类号】：TM 712；TM 614
【文献标识码】：A
【DOI】：10.16081/j.epae.2020090300
【作者】：杨涛，廖勇，汤梦阳
【单位】：重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，西南石油大学智能电网与智能控制南充市重点实验室
该研究为电力系统的稳定性控制提供了新的思路，有助于在可再生能源大规模并网背景下，确保电力系统的安全稳定运行。
