Page 78 - 《中国电力》2026年第4期

2026 年 第 59 卷

20.0 VSG1； VSG2； VSG3； 压，同时谐波电流也会通过电势差和功角差进入
VSG4； VSG5； VSG6 节点。
15.0
有功功率/kW 10.0 15 传统控制策略；

5.0
0 本文所述策略
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 10
时间/s
a) 有功功率波形 有功功率纹波比/%
316.0
VSG1； VSG2； VSG3；
315.5 VSG4； VSG5； VSG6 5
频率/(rad·s −1 ) 315.0
314.5
314.0
313.5 0 VSG1 VSG2 VSG3 VSG4 VSG5 VSG6
313.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 图 7 有功功率纹波比对比
时间/s Fig. 7 Active power ripple ratio comparison
b) 频率波形
变 流 器 端 电 压 由 VSG 功 角 和 感 应 电 动 势 构
图 5 传统 VSG 波形
成，也称作构网功角和电压，端电压与电网节点
Fig. 5 Traditional VSG strategy waveform
存在电势差与相位差，实现功率的流动。构网电

20.0 VSG1； VSG2； VSG3； 压的波动会产生电流谐波，如图 8 所示。
VSG4； VSG5； VSG6
15.0
有功功率/kW 10.0 311.5 309.86 VSG1； VSG2；
311.0
5.0
309.84
VSG5；
VSG6
309.80
0 构网电压/V 310.5 309.82 VSG3； VSG4；
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 310.0 309.78 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60
时间/s
a) 有功功率波形
309.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
316.0 时间/s
VSG1； VSG2； VSG3；
315.5 VSG4； VSG5； VSG6 a) 传统策略
频率/(rad·s −1 ) 314.5 311.5
315.0
311.0
314.0
309.695
313.5 构网电压/V 310.5 309.700 VSG1； VSG2；
VSG3；
VSG4；
309.690
313.0 309.685 VSG5； VSG6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 310.0 309.680
时间/s 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60
b) 频率波形 309.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
图 6 改进策略波形 时间/s
b) 本文所述策略
Fig. 6 Improved strategy waveform
图 8 构网电压波形
纹波比 R 为 Fig. 8 Grid-forming voltage waveform
φ max −φ min 研究发现，传统 VSG 控制策略的总谐波失真
R = ×100% （15）
φ ref
高达 8.99%，且频谱主要集中在 3 次、5 次、7 次
式中：φ max 、φ mi n 分别为稳态波动的最大值和最小 及 19 次谐波。这表明传统 VSG 策略在多节点配
值；φ re f 为稳态参考值。 电网中的电流谐波抑制能力存在明显不足，容易
系统稳态时刻的纹波比如图 7 所示。由图 7 导致电网中的谐波污染。而本文提出的改进策略
可知，本文所述改进策略的功率纹波比远小于传 能够实现电流谐波抑制，将电流总谐波失真降至
统 VSG 方法，其纹波比大小和线缆敷设距离负相 1.73% 以下，显著降低了谐波对电网的危害，表
关。变流器输出电压值往往大于公共并网点的电 现出更为优异的电能质量保障能力。所有 VSG 的

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