“三北”區域風光新能源佔能源總量的比例較高，且項目建設較為集中，整個電網呈現弱慣性、弱阻尼、弱電壓支撐的特點。電力系統發生頻率、電壓擾動時極易導致風電機組脫網，並且可能引起蝴蝶效應，造成更加嚴重的系統連鎖故障。2011年的酒泉風電基地大規模脫網事故，就是慘痛的教訓。
金風科技作為中國風電事業的先行者，有著20多年風電領域豐富經驗，更重視風電機組的併網友好性。在滿足電網標準併網要求的前提下，金風科技利用永磁直驅+全功率變流技術路線的特點，率先在行業內推出了VSG(Virtual SynonousGenerator)系統。
VSG系統即金風虛擬同步發電機控制系統，能依據風電場併網點頻率和電壓波動進行風電場一次調頻調壓控制，以實現對電網的主動支撐，提高風電場併網友好能力。VSG虛擬同步發電機控制系統主要包含VMP風電場電壓/無功功率自動控制系統(Voltage/Var Management Platform)和PFC一次調頻控制系統(Primary Frequency Control)。作為場級的控制器，VSG系統適用於新能源場站控制點的功率控制，具有調節速度快、精度高，設備安裝簡單、免維護等特點。
圖：金風虛擬同步發電機控制系統結構圖
VSG的VMP(電壓/無功功率自動控制系統)充分利用金風機組全功率變流器的無功能力，在風電場穩態運行下，風機能提供33%的風電場裝機容量的無功功率。當系統處於低電壓穿越時，風機最大能夠提供100%的無功電流支撐。在風電場穩態運行時，可以減少甚至取消集中無功補償出力，降低用電損耗，提高風電場的整體效益。
VSG的PFC(一次調頻控制系統)充分利用直驅機組的“隱藏”慣性，在新能源場站穩定運行的前提下，當場站處於限功率運行狀態時，可最大限度的參與電力系統調頻功能；當新能源場站處於不限功率運行狀態時，即機組處於最大功率跟蹤模式，在併網點欠頻故障期間提供10%的有功功率支撐且持續至少10秒，在1s內響應並完成系統的一次調頻指令。PFC可以有效減小頻率瞬間跌落的最低值，有利於系統的快速恢復，為傳統的火力發電機組提高有功功率輸出爭取時間，配合整個電網完成快速頻率調節過程，會極大的提高風電場在電網中的滲透率，增加系統的穩定性，改善併網“友好性”。
以山西某安裝有199臺金風科技1.5MW直驅機組的項目為例，技術人員對VMP系統投運前後的AVC調節合格率和考核電量做了一個對比，情況如下：
圖：未投入VMP之前調節合格率
圖：VMP投入運行後調節合格率
圖：VMP投入前後考核電量對比
另一個案例是安裝有33臺1.5MW直驅機組的新疆達坂城某風電場，使用金風科技的PFC系統,模擬實際頻率擾動試驗結果及分析如下（圖中繪製每次階躍擾動試驗過程，試驗過程圖形時長根據方案的頻率擾動數據的時長。圖形採用雙座標軸，左邊為場站實際功率和理論功率，單位採用MW；右邊為輸入擾動頻率，單位Hz）：
圖：小波動擾動試驗曲線
圖：靈紹直流閉鎖擾動試驗曲線
圖：靈紹直流閉鎖（無尖峰）擾動試驗曲線
圖：拉西瓦甩1200MW擾動試驗曲線
表：測試數據分析（功率單位：MW）
注：極值響應合格率=（｜調節過程實際功率極值-功率初始值｜）/（｜調節過程理論功率極值-功率初始值｜）
風電場快速頻率響應模擬實際頻率擾動試驗獲得以下結論：1.小波動擾動試驗，積分電量合格率為81.1%，跟蹤速率較好，負荷波動較小，風機運行穩定；2.靈紹直流閉鎖擾動試驗，積分電量合格率為111.1%，跟蹤速率較好，負荷波動較小，風機運行穩定；3.靈紹直流閉鎖（無尖峰）擾動試驗，積分電量合格率為115.8%，跟蹤速率較好，負荷波動較小，風機運行穩定；4.拉西瓦甩1200MW擾動試驗，積分電量合格率為115.1%，跟蹤速率較好，負荷波動較小，風機運行穩定。
根據以往大量風電場投運案例，一個5萬千瓦容量的風電場通過VSG系統實現無功控制/調壓和一次調頻控制，一年可直接降低廠用電損耗約20萬元費用（具體需考慮當地電價），並且避免電場被調度進行電量考核，提升全場的發電量。在這一降一升當中，能夠給項目業主帶來可觀的經濟效益。
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