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徐涛等：基于交叉支路增强 VSG 控制的谐波抑制策略 2026 年第 4 期

各相电流总谐波失真对比如图 9 所示，结果凸显 发散现象。量化结果表明，改进后的变流器在输
了本文策略的突出优势。 出电流的总谐波失真方面取得了显著进步，降低
约 64.2%~83.8%， 这 意 味 着 采 用 本 文 所 述 策 略 可

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A相； B相； C相 以使得电流输出的质量大幅提升，有助于减少对
10 电网其他设备的干扰，从而提高整个系统的运行
效率。改进措施还确保了变流器的输出满足新能
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总谐波失真/% 6 4 源并网的条件，为新能源的大范围接入提供了强
有力的控制策略。

2 4 结论

0
VSG1 VSG2 VSG3 VSG4 VSG5 VSG6 本文旨在解决 VSG 控制的大量新能源发电设
a) 传统策略
备接入多节点配电系统导致的谐波问题，提出了
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增强型 VSG 控制策略，以应对由此带来的电能质
量挑战，具体总结如下。
A相； B相； C相
1） 基 于 VSG 的 控 制 原 理 与 外 特 性 ， 推 导
2 VSG 输出频率和电压之间的互动机理。构建了一
总谐波失真/% 种新型的交叉支路控制策略，形成增强型 VSG 控

1 制。推导了增强型 VSG 的传递矩阵函数，并阐述
了该策略的频域特性。
2）在 IEEE-69 节点网络中设置了 6 个 VSG 验
证本文所述策略的可行性和优越性。仿真结果表
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VSG1 VSG2 VSG3 VSG4 VSG5 VSG6 明，增强型 VSG 相比于传统 VSG，输出电流总谐
b) 本文所述策略 波 失 真 降 低 了 约 64.2%~83.8%， 这 意 味 着 采 用 本
图 9 逆变器输出电流的总谐波失真 文所述策略可以使得电流输出的质量大幅提升。
Fig. 9 Total harmonic distortion of inverter
功率纹波比降低了 50% 以上，同时能够保持 VSG
output current
的惯性特性与阻尼特性。
从图 9 可以明显发现，逆变器输出电流的总 尽管所提方法有效降低了输出电流的总谐波
谐波失真普遍较高，均超过了 5%，偏离了新能源 失真，但当前参数可能并非全局最优值。在后续

并网对电流电能质量的要求。即便通过调节 LC 工作中，可通过引入参数自适应调整策略，进一
低通滤波器的参数及 VSG 控制策略，也未能有效 步挖掘算法性能潜力。
缓解这一问题，说明传统方法在电流谐波抑制方
面存在明显的局限性。相比之下，图 9 b) 所示的 参考文献：
结果则呈现出完全不同的情况，所有 VSG 组别均
能够精准满足新能源并网所要求的电流电能质量 [1] 刘雨姗, 陈俊儒, 常喜强, 等. 构网型储能变流器并网性能的多层级
标准，充分体现了本文提出策略在谐波抑制和电 评价指标体系及应用 [J]. 中国电力, 2025, 58(3): 193–203.
能质量优化方面的显著优势。 LIU Yushan, CHEN Junru, CHANG Xiqiang, et al. Multi-level
综上所述，本文提出的改进策略有效提升了 evaluation index system and application of grid-connected
VSG 在多节点配电网中的电能质量，该结果对于 performance of grid-forming energy storage converters[J]. Electric
提高电网的稳定性和效率具有重要意义。所提策 Power, 2025, 58(3): 193–203.
略不仅使得 VSG 在接入配电网时提升电能质量， [2] 葛磊蛟, 杜天硕, 孙冰. 分布式光伏功率数据的 IMOWOA 和
还提供了惯性和阻尼支撑，未见有功功率和频率 LightGBM 混合虚拟采集方法 [J]. 中国电机工程学报, 2024, 44(3):

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