“三北”区域风光新能源占能源总量的比例较高，且项目建设较为集中，整个电网呈现弱惯性、弱阻尼、弱电压支撑的特点。电力系统发生频率、电压扰动时极易导致风电机组脱网，并且可能引起蝴蝶效应，造成更加严重的系统连锁故障。2011年的酒泉风电基地大规模脱网事故，就是惨痛的教训。
金风科技作为中国风电事业的先行者，有着20多年风电领域丰富经验，更重视风电机组的并网友好性。在满足电网标准并网要求的前提下，金风科技利用永磁直驱+全功率变流技术路线的特点，率先在行业内推出了VSG(Virtual SynonousGenerator)系统。
VSG系统即金风虚拟同步发电机控制系统，能依据风电场并网点频率和电压波动进行风电场一次调频调压控制，以实现对电网的主动支撑，提高风电场并网友好能力。VSG虚拟同步发电机控制系统主要包含VMP风电场电压/无功功率自动控制系统(Voltage/Var Management Platform)和PFC一次调频控制系统(Primary Frequency Control)。作为场级的控制器，VSG系统适用于新能源场站控制点的功率控制，具有调节速度快、精度高，设备安装简单、免维护等特点。
图：金风虚拟同步发电机控制系统结构图
VSG的VMP(电压/无功功率自动控制系统)充分利用金风机组全功率变流器的无功能力，在风电场稳态运行下，风机能提供33%的风电场装机容量的无功功率。当系统处于低电压穿越时，风机最大能够提供100%的无功电流支撑。在风电场稳态运行时，可以减少甚至取消集中无功补偿出力，降低用电损耗，提高风电场的整体效益。
VSG的PFC(一次调频控制系统)充分利用直驱机组的“隐藏”惯性，在新能源场站稳定运行的前提下，当场站处于限功率运行状态时，可最大限度的参与电力系统调频功能；当新能源场站处于不限功率运行状态时，即机组处于最大功率跟踪模式，在并网点欠频故障期间提供10%的有功功率支撑且持续至少10秒，在1s内响应并完成系统的一次调频指令。PFC可以有效减小频率瞬间跌落的最低值，有利于系统的快速恢复，为传统的火力发电机组提高有功功率输出争取时间，配合整个电网完成快速频率调节过程，会极大的提高风电场在电网中的渗透率，增加系统的稳定性，改善并网“友好性”。
以山西某安装有199台金风科技1.5MW直驱机组的项目为例，技术人员对VMP系统投运前后的AVC调节合格率和考核电量做了一个对比，情况如下：
图：未投入VMP之前调节合格率
图：VMP投入运行后调节合格率
图：VMP投入前后考核电量对比
另一个案例是安装有33台1.5MW直驱机组的新疆达坂城某风电场，使用金风科技的PFC系统,模拟实际频率扰动试验结果及分析如下（图中绘制每次阶跃扰动试验过程，试验过程图形时长根据方案的频率扰动数据的时长。图形采用双坐标轴，左边为场站实际功率和理论功率，单位采用MW；右边为输入扰动频率，单位Hz）：
图：小波动扰动试验曲线
图：灵绍直流闭锁扰动试验曲线
图：灵绍直流闭锁（无尖峰）扰动试验曲线
图：拉西瓦甩1200MW扰动试验曲线
表：测试数据分析（功率单位：MW）
注：极值响应合格率=（｜调节过程实际功率极值-功率初始值｜）/（｜调节过程理论功率极值-功率初始值｜）
风电场快速频率响应模拟实际频率扰动试验获得以下结论：1.小波动扰动试验，积分电量合格率为81.1%，跟踪速率较好，负荷波动较小，风机运行稳定；2.灵绍直流闭锁扰动试验，积分电量合格率为111.1%，跟踪速率较好，负荷波动较小，风机运行稳定；3.灵绍直流闭锁（无尖峰）扰动试验，积分电量合格率为115.8%，跟踪速率较好，负荷波动较小，风机运行稳定；4.拉西瓦甩1200MW扰动试验，积分电量合格率为115.1%，跟踪速率较好，负荷波动较小，风机运行稳定。
根据以往大量风电场投运案例，一个5万千瓦容量的风电场通过VSG系统实现无功控制/调压和一次调频控制，一年可直接降低厂用电损耗约20万元费用（具体需考虑当地电价），并且避免电场被调度进行电量考核，提升全场的发电量。在这一降一升当中，能够给项目业主带来可观的经济效益。
