电压型虚拟同步发电机（VSG）离网仿真模型。 有参考文献，帮助快速入门。 包含电压电流双闭环...

电压型虚拟同步发电机（VSG）离网仿真模型。 有参考文献，帮助快速入门。 包含电压电流双闭环，有功无功外环控制，虚拟阻抗。 MATLAB的2018以上版本都可以～

蹲在实验室调了三天VSG模型的老王突然拍桌子："这虚拟阻抗的参数再调不出来，我头发都要薅光了！" 作为电力电子圈这两年最火的网红技术，虚拟同步发电机（VSG）的离网控制确实是个磨人的小妖精。今天咱们就手把手盘一个带电压电流双闭环的VSG仿真模型，保准你调参时少掉两根头发。

!VSG控制架构示意图

（示意图：典型VSG控制结构，含虚拟阻抗环节）

核心控制结构拆解成三明治：

1. 外环层：功率指挥官（PQ环）

% 有功-频率下垂控制 delta_f = (Pref - P_meas) * mp + Dp * (wn - w_ref); theta_vsg = integrate(delta_f); % 无功-电压下垂控制 V_ref = Vn + (Qref - Q_meas) * nq;

这里的mp/nq参数就像弹簧刚度，调太小响应慢，调大了系统抖成帕金森。文献[2]建议从0.05开始摸着石头过河。

1. 中频层：虚拟阻抗化妆师

% 虚拟阻抗计算 V_vir = I_meas * (R_v + s*L_v); V_cmd = V_ref - V_vir;

这个环节相当于给VSG戴了个"假面具"，文献[3]的实测数据显示，当Lv取0.3mH时谐波畸变率能降40%。注意s域模型在离散化时要选对方法，Tustin变换比前向差分稳得多。

1. 内环层：电流快枪手（PR控制器）

% 准PR控制器离散化实现 Kp = 0.5; Kr = 50; w0 = 2*pi*50; num = [2*Kp*w0*Ts, Kr*Ts^2*w0^2 - 4*Kp*w0]; den = [4 + 4*w0*Ts + Ts^2*w0^2, -8 + 2*Ts^2*w0^2, 4 - 4*w0*Ts + Ts^2*w0^2];

PR控制器的带宽设置是门艺术，带宽太窄跟踪慢，太宽容易和开关频率谐振。建议先用扫频法找谐振点，再留30%裕度。

仿真时最容易翻车的两个坑：

• 代数环问题：在电压电流环交叉耦合时，试试Unit Delay模块打破死锁
• 离散化失真：功率计算模块必须用基于瞬时值的p-q算法，别用滑动平均那套

离网切换瞬间的波形最能暴露问题，这里分享个调试秘籍：先把负载设为纯阻性，调稳了再上感性负载。当看到并机瞬间的电压波动小于2%时，恭喜你可以开瓶快乐水庆祝了！

参考文献速查包：

[1] 虚拟同步机关键技术白皮书（华为2019）

[2] VSG离网控制参数整定方法，电工技术学报

[3] 含虚拟阻抗的VSG稳定性分析，IEEE Trans. PE