在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的新增裝機(jī)容量中，新能源發(fā)電占據(jù)了主要成分，其并網(wǎng)滲透率快速上升，對(duì)電力系統(tǒng)的控制、調(diào)度和穩(wěn)定性的影響也越來(lái)越大。與傳統(tǒng)的大型同步發(fā)電機(jī)組相比，目前的新能源并網(wǎng)方式降低了電力系統(tǒng)的慣性和阻尼，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率和電壓的抗擾性下降，特別是當(dāng)電網(wǎng)中接入的新能源并網(wǎng)規(guī)模較大時(shí)，這一問(wèn)題將更加突出。因此，有必要探討新能源并網(wǎng)新的方式，使新能源發(fā)電能夠有機(jī)地融入電力系統(tǒng)。

當(dāng)電力系統(tǒng)處于機(jī)電暫態(tài)過(guò)渡過(guò)程時(shí)，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械慣性提供暫態(tài)能量，抑制電網(wǎng)頻率的變化，為調(diào)節(jié)爭(zhēng)取響應(yīng)時(shí)間，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定起到至關(guān)重要的作用。仿照其作用原理，相關(guān)專家和學(xué)者提出了新能源并網(wǎng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual synchronous generator，VSG)控制思想，近年來(lái)在學(xué)界和業(yè)界受到廣泛關(guān)注。VSG技術(shù)基于新能源應(yīng)用中的電力電子變換器，通過(guò)控制算法模擬同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)下垂特性和暫態(tài)慣性與阻尼，使其具有與同步發(fā)電機(jī)類似的穩(wěn)態(tài)和機(jī)電動(dòng)態(tài)特性，以提高電網(wǎng)頻率和電壓的抗擾能力。國(guó)內(nèi)外諸多專家學(xué)者在VSG技術(shù)的電網(wǎng)適應(yīng)性、控制穩(wěn)定性及其系統(tǒng)應(yīng)用等方面都取得了豐碩的研究成果，尤其2016年開(kāi)始國(guó)家電網(wǎng)公司在張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站開(kāi)展了VSG技術(shù)和核心裝備在消納高滲透率新能源的電力系統(tǒng)中的示范應(yīng)用，組織編制了技術(shù)導(dǎo)則和檢驗(yàn)方法等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》編輯部密切關(guān)注該領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展，組織了本期“基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的新能源并網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用”專輯。我們非常榮幸地受邀擔(dān)任該專輯的特約主編。專輯得到同行積極響應(yīng)，本著優(yōu)中選優(yōu)的原則，經(jīng)同行評(píng)審，最終收錄22篇論文。根據(jù)研究側(cè)重與關(guān)注點(diǎn)的不同，內(nèi)容主要涉及以下幾個(gè)方面。

在VSG研究與應(yīng)用綜述方面收錄3篇論文。柴建云等對(duì)VSG技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的研究進(jìn)展和主要應(yīng)用形式進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，并歸納總結(jié)出VSG目前仍需解決的問(wèn)題；葛俊等分析和探討了大電網(wǎng)運(yùn)行下的VSG并網(wǎng)適應(yīng)性問(wèn)題，并進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié)和展望；秦曉輝等辨析了大電網(wǎng)中VSG慣量支撐與一次調(diào)頻功能的定位問(wèn)題，提出了獨(dú)到而有參考價(jià)值的見(jiàn)解。在VSG控制與穩(wěn)定性方面收錄7篇論文。方勇杰等分析了強(qiáng)阻尼系數(shù)對(duì)VSG的功角穩(wěn)定性的影響；秦亮等建立了VSG換流器的大信號(hào)模型并分析了其暫態(tài)穩(wěn)定性；王躍等提出了一種可松弛小功角約束條件的VSG功率解耦策略；張輝等分析了VSG的暫態(tài)平滑過(guò)程，提出了一種VSG并聯(lián)運(yùn)行的阻抗匹配策略；陳建福等提出一種基于自適應(yīng)虛擬慣性的VSG控制策略，實(shí)現(xiàn)了慣性系數(shù)的平滑靈活調(diào)節(jié)；辛煥海等提出一種適應(yīng)于弱電網(wǎng)的永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量協(xié)調(diào)控制策略；顏湘武等針對(duì)恒功率控制與慣量、阻尼支撐相互協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，提出一種基于VSG的PQ控制模式。在VSG電網(wǎng)適應(yīng)性和故障穿越方面收錄7篇論文。吳在軍等針對(duì)負(fù)荷虛擬同步機(jī)，提出一種適用于電網(wǎng)對(duì)稱與不對(duì)稱故障的低電壓穿越控制方法；陳來(lái)軍等提出了VSG的平衡電流控制策略與峰值電流抑制策略，保障VSG在電網(wǎng)不平衡電壓下的安全穩(wěn)定運(yùn)行；曾江等提出了具有低次諧波抑制功能的虛擬電阻型光伏逆變器，有效降低了并網(wǎng)點(diǎn)電壓的畸變率；程雪坤、孫旭東等提出了一種適用于電網(wǎng)不對(duì)稱故障的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓補(bǔ)償虛擬同步控制策略；陳杰等提出了一種同步逆變器控制策略，消除了非理想電網(wǎng)電壓帶來(lái)的影響；施凱等提出一種基于欠勵(lì)磁狀態(tài)運(yùn)行的VSG低電壓穿越控制新方案；李輝等將態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)與利導(dǎo)方法運(yùn)用于同步逆變器并網(wǎng)控制，有效促進(jìn)了可再生能源的合理利用和友好并網(wǎng)。在VSG技術(shù)應(yīng)用方面上共收錄5篇文章。針對(duì)光伏系統(tǒng)VSG應(yīng)用，鞏宇等提出了張北示范電站中得以應(yīng)用的基于VSG的功率深度利用和光儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略；針對(duì)風(fēng)力發(fā)電VSG應(yīng)用，謝震等提出一種基于自適應(yīng)的定子虛擬阻抗控制策略；針對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)VSG應(yīng)用，杜文娟等采用阻尼轉(zhuǎn)矩分析法研究了VSG接入后系統(tǒng)的穩(wěn)定性；針對(duì)電動(dòng)汽車VSG應(yīng)用，劉其輝等提出一種參與微電網(wǎng)調(diào)頻的虛擬同步機(jī)充電控制策略；針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)VSG應(yīng)用，陳國(guó)柱等提出一種實(shí)現(xiàn)電池模組荷電狀態(tài)均衡控制的調(diào)制方法。

在取得階段性研究與應(yīng)用進(jìn)展的同時(shí)，對(duì)VSG技術(shù)的研究仍面臨諸多挑戰(zhàn)，希望本專輯的出版對(duì)于中國(guó)大規(guī)模高滲透率新能源并網(wǎng)相關(guān)理論研究和技術(shù)應(yīng)用起到一定的推動(dòng)作用。最后，由衷感謝各位作者的貢獻(xiàn)以及各位專家學(xué)者在本專輯征文、投稿和評(píng)審過(guò)程中給予的大力支持，以及《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》編輯部為本專輯組織策劃與順利出版所付出的細(xì)致工作。

2018年02月27日