跟网型和构网型变流器混合系统稳定性分析方法

作     者：王冠淇 裴玮 熊佳旺 李毅丰 WANG Guanqi;PEI Wei;XIONG Jiawang;LI Yifeng

作者机构：中国科学院电工研究所北京市海淀区100190 中国科学院大学北京市石景山区100049 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：25-37,I0003页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U23A20648) 中国科学院先导B专项项目(XDB0900100) 

主　　题：构网型变流器 跟网型变流器 GFL-GFM混合系统 混合系统支撑量 改进短路比 

摘      要：为改善以跟网型变流器(grid-following,GFL)为主体的新能源电力系统电压频率支撑力不足的情况,目前主流的研究趋势是在系统中引入构网型变流器(grid-forming,GFM),构建GFL-GFM混合系统来提高新能源电力系统的支撑能力,以保障系统的安全可靠运行。由于跟网型变流器和构网型变流器的控制策略及外特性具有较大差异,且各变流器间存在相互耦合的现象,混合系统的稳定性分析将更为复杂。然而,现有研究主要集中在对单一种类变流器的稳定性分析,未深入定量研究GFL-GFM混合系统的稳定性。为了解决这一问题,该文推导GFL-GFM混合系统稳定的关键条件,定义表征混合系统稳定性及强弱的关键量,并进一步揭示变流器参数及容量配比对混合系统稳定性的影响。首先,推导出混合系统的稳定条件;其次,基于稳定条件,定义“混合系统支撑量来表征混合系统的稳定性,进一步推导“改进短路比来表征混合系统的强弱;然后,分析变流器参数对系统稳定性的影响,并定量获得变流器的临界容量占比;最后,通过实验验证理论分析的正确性。