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摘要：本文首先介绍了电力电子变压器的相关内容，分析了电力电子变压器虚拟同步电机控制体系，并结合相关实践经验，分别从多个角度方面，探讨了电力电子变压器虚拟同步电机控制体系实证问题，阐述了个人对此的几点浅见。
关键词：虚拟同步电机；电力工程；电子变压器；控制方法
引言
随着经济社会持续快速发展，电力电子变压器的应用迎来了前所未有的发展机遇，如何强化提升其实际应用效果，成为业内广泛关注的焦点课题之一，必须客观审视虚拟同步电机原理的深度融合，优化电力电子变压器整体应用效果。
1.电力电子变压器概述
电力电子变压器（PET）是一种结合功率变换电路和控制技术的新型电为变压器，其基本功能是实现输入、输出功率因数可控，并能有效的对高、低压侧系统故障进行隔离，保障高、低压系统的供电电能质量。长期以来，相关部门高度重视电力电子变压器的实践应用，先后相继制定并实施了一系列重大技术标准与规范，在电气工程应用领域取得了令人瞩目的现实成就，积累了丰富而宝贵的实践经验，为新时期电气工程的高质量发展注入了新的动力与活力。广大电力工程企业在优化电力电子变压器应用成效，提升其实际应用效能等方面进行了大量有益探索，成效显著，在极大程度上推动着变压器的运用向着模块化、自动化方向发展。尽管如此，电力电子变压器在实际应用中依旧存在着诸多方面的薄弱环节与短板，主要表现在：电力电子变压器应用效能低下，经济成本较高，所发挥出的整体成效相对不足，与电气工程的未来发展趋势不相适应，制约着电力工程的高质高效发展，必须给予高度重视。因此，当前背景下，深入探讨电力电子变压器的相关实践应用，具有极为深刻的现实意义。
2.电力电子变压器虚拟同步电机控制体系研究
2.1同步发电机数学模型
在传统同步发电机运行模式中，旋转状态、静止状态、电磁变化状态以及机械运行状态等具有高度协同性特征，运行过程相对复杂，运行环节相对较多，运行状态难以把握，在实际控制过程中存在较大难度，尤其是对于运行数据的分析与计算，更容易出现失衡失准现象。为优化电力电子变压器虚拟同步控制效果，可立足于系统分析与控制器设计，选择隐极机作为建模对象，构建起同步发电机数学模型，协调控制自感系数、互感系数、励磁电流、定子绕组等各项参数指标，精准掌握各项技术参数之间的潜在影响关联。
2.2高压交流接口虚拟同步电机控制
高压交流接口是虚拟同步电机控制的关键节点。PET高压交流接口由单相级联型H桥AC/DC变流器构成，作为PET与配电网电能转换与传输的电气接口，是实现PET与配电网友好性交互的关键部分，其等效并网模型如图1所示。根据同步发电机的相关基础理论可知，无功功率与电压预期目标值等其他参数之间存在直接关联，部分情况下呈正相关关系，因此在配电网交换功率的调节控制方面可采用与传统同步电机控制的相同模式。为确保PET与配电网之间的友好性交互，必须在无功-电压调节、励磁环路、电流跟踪控制、调制驱动等方面进行强化控制。
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图1 高压交流接口等效并网模型示意图
2.3低压交流接口虚拟同步电机控制
与高压交流接口虚拟同步电机控制相似，低压交流接口虚拟同步电机控制同样具有特定模式的拓扑结构及控制方法，这需要建立在有功功率、无功功率、电压幅值、相位角等基础之上，并对相关数据予以分析处理，得出三相调制波。为增强PET低压侧交流系统电压和频率的稳定性，提升系统电能质量，可采取特定技术方法实现对基于VSG技术的外环控制，以及内环电压的电流控制。在此基础上，还可融合虚拟同步电机控制技术，提高内环电压电流控制的响应速度及准确度。
3.电力电子变压器虚拟同步电机控制体系实证研究
3.1高压交流接口滤波参数摄动影响分析
电力电子变压器高压交流接口滤波参数与虚拟同步电机控制器中电磁方程参数保持相对一致。在各项方程参数的影响下，电力电子变压器的运行状态会出现相应波动与起伏，使其调节控制的目标值与实际值存在显著差异，影响高压交流接口的功率调节性。通过在电力电子变压器与配电网交换功率之间建立数字模型，可清晰直观地反应出高压交流接口滤波参数摄动影响，以形象地掌握不同方程参数的不同影响程度，使电力电子变压器的最终整体应用效果趋于最优化。在实践中，滤波电感参数对电力电子变压器无功功率输出的影响大于无功功率的输出，因此可将处于运行状态中的电力电子变压器整定值保持在技术标准范围内，并对潜在的微小滤波参数予以忽略。
3.2惯性与阻尼参数分析与整定
在惯性与阻尼参数分析方面，由于电力电子变压器交流接口是基于虚拟同步电机控制理念进行实现的，因此受多方面技术参数的影响，电力电子变压器在功率调节过程中可呈现出机械特性。该种机械特性的出现，会使得电力电子变压器的整体运行噪音加大，但由于存在有功功率动态调节效果，因此可通过调节惯性与阻尼参数予以解决。现代科学技术的快速发展，为惯性与阻尼参数分析提供了更为丰富的技术手段，使原来效率相对低下的工作状态得以扭转，可在单位时间内承担更多功率调节任务。在惯性与阻尼参数整定方面，整定值与电力电子变压器有功出力以及功率调节性能具有直接关联，可通过调节控制同步发电机转动惯性等参数指标达到优化输出功率的预期效果，使同步发电机自启动至达到额定转速状态的时间差更小。
3.3电力电子变压器运行特征
在高压交流接口并网运行方面，由于高压交流接口自身的特殊性，在电网之间实现了能量交流与互换，因此必须严格控制高压交流接口的顺序性与逻辑性，并对高压交流接口的运行状态进行实时跟踪监测，对于监测发现的数据异常状况，必须第一时间做出优化处理，以确保响应陪你电网电压和频率调节效率控制在技术范围内，缓解电流电压的峰值与谷值之间频繁切换而对电力电子变压器造成的强烈冲击，使电网系统更具安全性。在低压交流接口并网运行方面，低压交流侧系统负荷功率所能够承载的功率相对有限，为满足配电网高强度、连续性的运行需求，必须有效整合电力电子变压器的自治状态，强化大电网频率支持。在此基础上，无论是并联运行特性，还是频率稳定性支撑特性，均可达到相对优化状态。
4.结束语
综上所述，受技术方法、应用理念等方面要素的影响，电力电子变压器在实际应用中依旧存在着诸多方面的薄弱环节，技术人员应该从其应用客观实际需求出发，遵循虚拟同步电机原理基本规律，创新应用理念，优化应用成效。
参考文献：
[1]王伟亮，王丹，贾宏杰.能源互联网背景下的典型区域综合能源系统稳态分析研究综述[J].中国电机工程学报，2018，36.