同期発電機または仮想同期発電機(Synchronverter)は、同期発電機を模擬するインバータであり、電力システムにおける補助的サービスのための「合成慣性」を提供する。
図1.シンクロナイザ動作環境の簡単な図
バックグラウンド
標準インバータは非常に低い慣性要素です。 大部分が故障や負荷の突然の変化による過渡期の間に、それらは急速に変化に追従し、より悪い状態を引き起こす可能性があるが、同期発電機は安定性を維持できる顕著な慣性を有する。
最近、より多くの再生可能エネルギー、特に太陽電池を使用することにより、より多くのインバータがグリッドに使用されており、上述の理由により、これは電力システムの信頼性を危険にさらす可能性がある。
歴史
ハイドロ・ケベックは、2005年に最初のグリッドオペレータとして合成慣性を要求し始めました。周波数低下に対抗するために、送電網オペレータは、パワーエレクトロニクスを風力タービンロータの回転慣性と組み合わせることにより、一時的な6％の電力増を要求する。 2016年にヨーロッパで同様の要件が発効した。
同期モデル
シンクロナイザ構造は、電源部（図2参照）と電子部品の2つに分けることができます。 電力部分は、ブリッジ、フィルタ回路、電力線などを含むエネルギー変換および転送経路である。電子部品は、センサおよびDSPを含む測定および制御ユニットを指す。
図2.同期装置の電源部分
シンクロナイザのモデリングにおける重要な点は、同期ジェネレータと同様の動的挙動を持つことです（図3参照）。 このモデルは、その複雑さのために2次から7次のモデルに分類されます。 しかし、3次モデルは、精度と複雑さの間の適切な妥協のために広く使用されている。
どこで
図3.無限のバスに接続されたSGの単相モデル
制御戦略
図3に示すように、インバータは電圧源として制御されるとき、グリッドと同期する同期ユニットと、グリッドと交換される実電力および無効電力を調整する電力ループとからなる。 同期ユニットはしばしば周波数と振幅を提供する必要があります。 しかし、インバータが電流源として制御される場合、同期ユニットはしばしばグリッドの位相のみを提供する必要があるため、電流源として制御する方がずっと簡単です。
同期は本質的にグリッドと同期することができるので、同期ユニットを持たない電力コントローラに同期機能を統合することが可能である。 これにより、図4に示すようにコンパクトな制御ユニットが得られます。
図4.グリッド接続されたパワーインバータの一般的な制御構造（a）電圧源として制御される場合（b）電流源として制御される場合。
図5.グリッド接続されたインバータのコンパクトな制御構造
アプリケーション
PV
前述のように、同期発電機は同期発電機のように扱うことができますので、電源の制御が容易になるため、PV一次エネルギー源（PES）で広く使用する必要があります。
HVDC
風力タービン
DCマイクログリッド
シンクロナイザはまた、DC電源を通信ネットワークなしでAC電圧の周波数と協調させることができるため、マイクログリッドに使用することが推奨されています。
図6.三相同期装置の電源部分。
