摘要:随着新能源发电比例的增加及外部电网低惯量特性愈加显著,传统的牵引供电系统缺乏有效的惯量响应能力,导致牵引供电系统面临频率稳定性挑战。针对上述问题,本文提出一种储能式虚拟同步铁路功率调节器(Energy Storage Based Virtual Synchronous Generator Railway Power Conditioner, ES-VSG-RPC)控制策略。首先,分析ES-RPC动态补偿负序电流和谐波电流的基本原理,研究电流补偿控制策略。接着,根据左右供电臂负荷功率与频率,提出一种计及负荷权重的系统频率,将牵引供电系统等效为单区域供电系统。然后,通过联立同步发电机摇摆方程与超级电容功率方程,利用系统频率控制储能装置的有功功率,模拟同步机惯量响应过程,提出一种ES-VSG的DC-DC控制策略。最后,通过在MATLAB/Simulink中搭建时域仿真模型,验证ES-VSG-RPC控制策略在牵引供电系统典型工况下的有效性。结果表明,ES-VSG-RPC在低惯量牵引供电系统中,既保证电能质量的动态补偿,又能动态控制储能的充放电功率,提高牵引网的频率稳定性,支撑其动态运行。