並列バーチャル同期発電機の安定性解析と低周波振動の抑制

概要 電力系統におけるパワーエレクトロニクス機器の浸透が進む中、仮想同期発電機（VSG）技術は系統に慣性および減衰支援を提供できることから広く注目されている。しかし、同期発電機の外部特性をシミュレートする一方で、この技術は固有のローター振動問題も引き起こす。特に多台並列運転においては、システムの減衰不足が低周波振動を容易に発生させ、システムの安定性と機器の安全性を脅かす。本稿ではまず、多台VSG並列接続の小信号モデルを構築する。続いて、多台VSG並列構造に特化したPhillips-Heffronモデルを作成し、擾乱時のシステム振動の根本原因を明らかにする。これを基礎に伝統的な電力系統安定化装置設計原理から着想を得て、多台VSG並列系統向けの仮想電力系統安定化制御戦略を提案する。最後に、提案制御戦略をMATLAB/Simulinkシミュレーションにより検証する。シミュレーション結果は、従来制御法と比較して提案VPSS制御が低周波振動を効果的に抑制し、全体の安定性を著しく向上させることを示している。