检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2025年第09期 2712-2723+2737页

作者：郑乐郑佳杰新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)

随着构网型逆变器（GFM）在电力系统中的渗透率不断提高，电力系统的动态特性发生了重大变化。基于阻抗模型的模态分析（MAI）方法通过阻抗参与因子评估电源与电网的交互作用。然而，由于MAI使用阻抗端口模型，将GFM视为一个整体，难以... 详细信息

随着构网型逆变器（GFM）在电力系统中的渗透率不断提高，电力系统的动态特性发生了重大变化。基于阻抗模型的模态分析（MAI）方法通过阻抗参与因子评估电源与电网的交互作用。然而，由于MAI使用阻抗端口模型，将GFM视为一个整体，难以揭示GFM内部不同控制回路之间的复杂动力学耦合机制。该文提出一种扩展阻抗模态分析（EMAI）方法，首先将GFM动态等效分解为功率频率同步控制主导的同步动态和电压控制主导的电磁动态；其次，分别计算两类动态的等效阻抗参与因子和参与比，确定系统的主导动态；然后，提出显式参数参与因子，用于进一步识别主导动态控制回路的关键参数，为提升系统的稳定性奠定基础；最后，通过对改造的14和68母线系统进行仿真，验证所提方法的有效性。EMAI方法使得基于阻抗模型分析GFM内部各控制环节的动力学特性成为可能，无需建立全系统状态空间模型即可有效识别影响系统稳定性的关键控制回路，具有广泛的应用价值。

关键词：构网型逆变器扩展阻抗模态分析阻抗分解参与因子

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宽短路比工况下构网型逆变器功率自同步控制的稳定性分析

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电力系统保护与控制 2025年第7期53卷 165-173页

作者：马俊鹏李磊迟程缤王顺亮刘天琪中国电力科学研究院有限公司北京100192 四川大学电气工程学院四川成都610065

基于功率同步控制(power synchronization control,PSC)的构网型(grid-forming,GFM)电压源型逆变器(voltage source converter,VSC)通过模拟同步机功角特性以实现电网支撑,但其在宽短路比(short-circuit ratio,SCR)运行工况下存在振荡风险。为分析构网型逆变器在宽短路比工况下的稳定情况,首先建立了PSC-VSC小信号模型,得到了有功、无功功率的传递函数,并以此揭示了GFM逆变器在宽短路比工况下小干扰失稳机理。结果表明,PSC-VSC在强电网下面临小信号失稳风险。进而提出基于功率自同步控制(power self-synchronization control,PSSC)的VSC控制策略,通过限制有功功率传递函数的增益,增强构网型逆变器强电网下的稳定性。然后分析了基于PSSC的GFM逆变器在电网故障下的稳定性。最后通过半实物实时仿真验证了所提分析方法的正确性和有效性。

关键词：宽短路比构网型逆变器功率自同步稳定性分析半实物实时仿真

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基于角频率偏差积分反馈的构网型逆变器暂态稳定提升策略

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电力系统保护与控制 2025年第4期53卷 59-71页

作者：周步祥丁豪周毅张俨邱一苇臧天磊四川大学电气工程学院四川成都610065 贵州电网有限责任公司电力调度控制中心贵州贵阳550002

针对构网型(grid-forming,GFM)逆变器在系统短路故障期间容易因失去平衡点而发生暂态失稳的问题,提出了基于角频率偏差积分反馈的GFM逆变器暂态稳定性提升策略。首先,建立了含电流限幅环节和角频率偏差积分反馈支路的GFM逆变器暂态稳定... 详细信息

针对构网型(grid-forming,GFM)逆变器在系统短路故障期间容易因失去平衡点而发生暂态失稳的问题,提出了基于角频率偏差积分反馈的GFM逆变器暂态稳定性提升策略。首先,建立了含电流限幅环节和角频率偏差积分反馈支路的GFM逆变器暂态稳定分析模型,分析了角频率偏差积分反馈系数对GFM逆变器暂态稳定的影响机理。其次,提出了角频率偏差积分反馈系数的设计方法,可以确保系统在故障期间具有稳定平衡点的同时,加速面积不大于减速面积,实现故障穿越。并且所提方法不需要获取系统功角、线路阻抗、电网电压跌落程度等信息。最后,基于Starsim硬件在环实验平台验证了所提策略的有效性。

关键词：构网型逆变器暂态稳定性角频率偏差反馈故障穿越相平面图

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基于内/外部稳定性的构网型逆变器中高频谐振机理分析与控制优化

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电工技术学报 2025年

作者：赫玉莹杜夏恒张犁王学华秦旷河海大学电气与动力工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院

随着新能源渗透率的提高，具有电压和频率支撑能力的构网型逆变器正得到广泛关注。现有研究主要聚焦于构网型逆变器的次/超同步振荡问题，但类似于跟网型逆变器，控制延时作用于电压电流控制环路，也给系统带来中高频谐振风险。该文揭... 详细信息

随着新能源渗透率的提高，具有电压和频率支撑能力的构网型逆变器正得到广泛关注。现有研究主要聚焦于构网型逆变器的次/超同步振荡问题，但类似于跟网型逆变器，控制延时作用于电压电流控制环路，也给系统带来中高频谐振风险。该文揭示电压电流双环控制构网型逆变器的中高频谐振机理，并分别从内部稳定性和外部稳定性两个维度，提出清晰直观的控制参数设计指导方法和虚拟阻抗构建的优化控制策略。所提出的参数优化设计方法避免了反复试凑，并保证系统的内部稳定性和低稳态误差。通过严谨推导并分析并网电流前馈函数与输出阻抗的矢量映射关系，该文提出简单有效的并网电流前馈策略，提升了逆变器对电网阻抗的鲁棒性。最后，在一台10 kW的逆变器原理样机上，验证了上述理论分析的正确性和所提策略的有效性。

关键词：构网型逆变器稳定性谐振控制参数前馈策略

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考虑功率解耦的构网型逆变器的低电压穿越控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 1-13页

作者：符杨陈禹瑾季亮李世林俞紫琳李振坤米阳海上风电技术教育部工程研究中心(上海电力大学) 上海200090 上海电力大学海上风电研究院上海200090 上海电力大学电气工程学院上海200090

构网型控制是提高新型电力系统稳定性的重要手段。构网型逆变器的功率耦合会导致功率、输出电压和电流波动,从而影响新能源的低电压穿越能力。针对该问题,提出了基于功率解耦的构网型逆变器低电压穿越控制策略。首先,分析构网型控制下... 详细信息

构网型控制是提高新型电力系统稳定性的重要手段。构网型逆变器的功率耦合会导致功率、输出电压和电流波动,从而影响新能源的低电压穿越能力。针对该问题,提出了基于功率解耦的构网型逆变器低电压穿越控制策略。首先,分析构网型控制下的功率耦合机理。通过建立动态功率耦合模型,研究功率耦合对低电压穿越的影响。接着,提出一种基于串联补偿矩阵的功率解耦方法,并基于并网标准提出一种考虑功率解耦的构网型逆变器的低电压穿越控制策略。最后,利用StarSimHiL平台搭建了硬件在环实验平台。通过实验验证了串联补偿解耦控制策略在不同阻抗比下的鲁棒性,以及在不同电压跌落程度下所提控制策略的有效性。

关键词：构网型逆变器功率耦合低电压穿越动态耦合模型串联补偿解耦

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基于混合同步控制的构网型逆变器并网系统小扰动稳定性分析

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电力自动化设备 2023年第9期43卷 172-178,185页

作者：邱晓燕林号缙周毅闫幸臧天磊邱一苇周步祥四川大学电气工程学院四川成都610065

由于构网型逆变器并网系统的混合同步控制(HSC)中直流电压控制、锁相环(PLL)、功率同步环(PSL)与电网阻抗间存在复杂交互,同步控制参数在不同电网强度下对并网系统小扰动稳定性的影响规律尚不清楚.针对该问题,首先建立了基于HSC的构网... 详细信息

由于构网型逆变器并网系统的混合同步控制(HSC)中直流电压控制、锁相环(PLL)、功率同步环(PSL)与电网阻抗间存在复杂交互,同步控制参数在不同电网强度下对并网系统小扰动稳定性的影响规律尚不清楚.针对该问题,首先建立了基于HSC的构网型逆变器并网系统状态空间模型,并基于根轨迹法分析了不同电网强度混合同步环中同步参数对并网系统小扰动稳定性与失稳模式的影响规律;在此基础上,给出了混合同步环中附加PLL支路参数和PSL参数的协同选取方法,以实现HSC构网型逆变器在宽电网强度下范围稳定运行.基于MATLAB/Simulink的仿真分析验证了理论分析的正确性.

关键词：并网逆变器构网型逆变器混合同步控制控制参数小扰动稳定状态空间模型

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基于稳定流形法的构网型逆变器暂态稳定性分析

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高电压技术 2024年第8期50卷 3705-3714页

作者：白晨曦何汰航李夏岩陈昌松段善旭华中科技大学强电磁技术全国重点实验室武汉430074

具有电流限幅环节的构网型逆变器在实际运行中,会出现类似于同步发电机功角失步的暂态稳定性问题。为了正确地判断构网型逆变器在大扰动故障下是否发生暂态失稳,需要使用准确的暂态稳定边界。因此,针对构网型逆变器单机并网系统,提出了... 详细信息

具有电流限幅环节的构网型逆变器在实际运行中,会出现类似于同步发电机功角失步的暂态稳定性问题。为了正确地判断构网型逆变器在大扰动故障下是否发生暂态失稳,需要使用准确的暂态稳定边界。因此,针对构网型逆变器单机并网系统,提出了一种基于稳定流形法的暂态稳定边界描述方法,建立了包含功角与角频率信息的稳定区域,旨在准确地判断具有电流限幅环节的构网型逆变器在电网电压发生大幅扰动后是否失稳,并将该稳定边界应用于分析系统参数对暂态稳定性的影响,同时给出对应的临界切除时间。最后,通过单级式逆变器实验平台验证了暂态稳定边界的准确性和理论分析的正确性。

关键词：构网型逆变器暂态稳定稳定流形电流限幅临界切除时间

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构网型逆变器功率爬坡控制暂态稳定性研究

构网型逆变器功率爬坡控制暂态稳定性研究

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作者：张欣悦燕山大学

学位级别：硕士

我国现阶段能源革命是建设以清洁低碳、安全高效的清洁能源为核心的新型电力系统。随着分布式能源通过低惯性、阻尼的电力电子装备接入电网，系统供需形态发生变化，新能源参与系统调节成为必然趋势。在负荷高峰时，需要并网逆变器进行... 详细信息

我国现阶段能源革命是建设以清洁低碳、安全高效的清洁能源为核心的新型电力系统。随着分布式能源通过低惯性、阻尼的电力电子装备接入电网，系统供需形态发生变化，新能源参与系统调节成为必然趋势。在负荷高峰时，需要并网逆变器进行大功率调度来保证电力系统供需平衡要求，若大功率调度后并网逆变器输出功率无法跟随参考有功功率的变化，功率失衡会导致系统失稳。因此，对于大功率调度下逆变器暂态稳定性研究尤为重要。本文面向具有电网支撑的构网型下垂控制逆变器单机无穷大系统，对不同功率调度和极限功率调度下系统暂态稳定性进行研究。　　首先，基于构网型下垂控制逆变器单机无穷大系统的数学模型，研究其输出功率特性。结合曲线，分析了无功电流、电网电压和线路电抗三个参数变化下逆变器的输出功率特性及临界稳定点，以及下垂控制中有功功率下垂系数、无功功率下垂系数和参考有功功率值三个参数变化下逆变器的暂态稳定性。　　其次，基于等面积等则，对功率调度下构网型逆变器进行暂态稳定性分析。为使达到构网型逆变器临界稳定点的暂态过程中保持电力系统稳定运行，本文提出了基于暂态稳定约束条件下的定步长功率爬坡和变步长功率爬坡两种控制方案。参考有功功率通过积分和惯性环节来模拟上述两种控制方案，可以减少响应时间和超调量，提高构网型逆变器在大功率调度时的暂态稳定性。　　此外，基于构网型逆变器输出功率表达式，分析了有功功率调度对逆变器输出无功功率的影响。针对大功率调度下无功功率损耗较大的问题，提出了无功功率补偿方案，通过补偿构网型逆变器向电网输出滞后无功功率来提高系统暂态稳定性，并结合相轨迹，直观对比了相同功率调度情况下有补偿和无补偿的惯性爬坡方案的暂态稳定性。　　最后，基于RTDS与LAUNCHXL-F28379D的硬件在环实验平台搭建了构网型逆变器-单机无穷大系统，实验验证了功率调度下基于功率爬坡控制下的构网型逆变器的暂态稳定性。

关键词：构网型逆变器暂态稳定性等面积定则无功功率补偿

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太阳能船舶光伏系统构网型逆变器并网控制策略

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 104-112页

作者：潘鹏程段栋凯赵春华三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心湖北宜昌443002

[目的]旨在解决现有太阳能船舶光伏发电系统采用跟网型控制策略并网,而导致的船舶电力系统整体稳定性下降问题。[方法]结合船舶电力系统特点和运行特性,以跟网型恒功率控制和构网型下垂控制为研究基础,另外选取构网型虚拟同步发电机控... 详细信息

[目的]旨在解决现有太阳能船舶光伏发电系统采用跟网型控制策略并网,而导致的船舶电力系统整体稳定性下降问题。[方法]结合船舶电力系统特点和运行特性,以跟网型恒功率控制和构网型下垂控制为研究基础,另外选取构网型虚拟同步发电机控制和构网型虚拟振荡器控制,共4种逆变器控制方法,分别构建太阳能船舶电力系统光伏并网控制策略。最后通过Matlab/Simulink建立太阳能船舶电力系统仿真模型,验证构网型控制理念和思路的有效性。[结果]研究结果表明,与跟网型控制相比,在负荷投切工况下,采用构网型控制策略可使频率波动极值平均减小26.86%、电压调节时间平均减小37.85%。在光伏输出功率切换工况下,频率波动极值平均减小39.95%。[结论]采用构网型控制策略能有效抑制光伏系统并网后所导致的船舶电力系统稳定性下降的问题。能够使光伏系统在完成供能的同时,主动维持船舶电力系统电力参数稳定,显著提高船舶电力系统稳定性。

关键词：太阳能船舶构网型逆变器光伏并网控制策略

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构网型逆变器同步频率谐振抑制研究

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东北电力大学学报 2024年第4期44卷 28-37页

作者：谢俊李智曾垂辉桂熙王伟张杰国家电网公司华中分部湖北武汉430077 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院) 江苏南京211106 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074

对于高电力电子渗透率的未来,构网型逆变器在电力系统中的稳定运行至关重要。由于不同于传统同步机本身存在的机械转子和阻尼绕组产生的高惯性高阻尼,构网型逆变器可能由于惯性以及阻尼的不足以及耦合引入的负阻尼导致在并网后输出功率... 详细信息

对于高电力电子渗透率的未来,构网型逆变器在电力系统中的稳定运行至关重要。由于不同于传统同步机本身存在的机械转子和阻尼绕组产生的高惯性高阻尼,构网型逆变器可能由于惯性以及阻尼的不足以及耦合引入的负阻尼导致在并网后输出功率存在较为明显的同步频率谐振问题,不仅影响波形质量,严重时甚至导致暂态不稳定。针对该问题举出四种方法并结合伯德图进行分析,最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证。

关键词：构网型逆变器虚拟同步机同步频率谐振稳定性

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