同步發(fā)電機在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行中發(fā)揮了重要的作用。通常數(shù)學模型階數(shù)越高的同步發(fā)電機的模型越準確，但是高階的數(shù)學模型將對控制系統(tǒng)上的設(shè)計造成繁瑣，也會對接下來的分析帶來一些難題。為了簡化分析，從模型和控制器設(shè)計上出發(fā)，針對轉(zhuǎn)子極對數(shù)為1且無鐵心飽和效應(yīng)的理想隱極式發(fā)電機，建立了一個沒有任何假設(shè)條件的無源動態(tài)系統(tǒng)。由于同步發(fā)電機是一種電機，因此它由電氣和機械兩部分組成

2.3.1有功一頻率控制器設(shè)計

    頻率是影響電能質(zhì)量的重要指標之一，頻率波動在電力系統(tǒng)運行中是需要注意的，因為頻率波動會對系統(tǒng)本身和用戶造成影響，所以頻率穩(wěn)定在額定值附近范圍內(nèi)是必須要保證的。對于同步發(fā)電機而言，原動機是用來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子速度的。而且阻尼系數(shù)DP是由電機部件摩擦產(chǎn)生的。頻率下垂控制是根據(jù)電網(wǎng)頻率來調(diào)節(jié)有功功率，從而實現(xiàn)負載的均勻分配，這是同步發(fā)電機一種重要的工作機制。當有功功率需求增加時，同步發(fā)電機的速度將要下降，從而導致原動機的速度控制系統(tǒng)增加機械能，例如開大引擎的節(jié)流閥，從而達到新的能量平衡。這個控制機制可以使VSG將角速度切和角速度參考值口ref(可以是額定角速度}N)的差值送入阻尼模塊DP中。