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构网型变流器控制技术及原理综述
A Review of Grid-Forming Converter Control Technologies and Principles
| 作者 | 刘辉于思奇孙大卫吴林林李蕴红王潇 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 构网型GFM 跟网型GFL 虚拟同步机VSG 下垂控制 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 新能源机组 跟网型控制 构网型控制 控制原理 暂态响应特性 |
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近年来，新能源机组多采用跟网型控制，削弱了系统的同步机制，引发多次稳定问题。构网型控制可使变流器作为电压源并网，提供电压、频率支撑并增强系统惯量与阻尼。本文综述了四种典型构网型技术的发展历程，深入解析下垂控制、虚拟同步机与匹配控制的原理及其与跟网型控制的本质差异，并通过电磁暂态仿真对比各类控制策略的暂态响应特性，凸显构网型在主动支撑方面的优势，最后探讨了关键技术难点与未来研究方向。
近年来,电网中新增的大量新能源机组多采用跟网型(grid-following,GFL)控制方式,削弱了系统的交流同步机制,已导致多次由于频率、电压支撑能力不足而发生的稳定问题.构网型(grid-forming,GFM)控制技术可实现变流器作为等效电压源并网,能够有效为系统提供电压和频率支撑,并提升电网的惯量和阻尼特性.该文总结了4种常见构网型技术方案的发展历程,并对下垂控制、虚拟同步控制和匹配控制构网型变流器的各环节控制原理及其与跟网型控制方式的本质区别进行了详细的解析和对比.进一步,借助电磁暂态仿真工具对比了多类型构网型/跟网型控制方式在系统中的暂态响应特性,指出了构网型控制在实现主动支撑功能上的优越性.最后,总结了构网型控制技术的难点问题和未来研究展望.
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SunView 深度解读
该综述对阳光电源构网型控制技术发展具有重要指导价值。文中对比的下垂控制、虚拟同步机VSG与匹配控制原理，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的控制策略优化，增强电网支撑能力。四种典型GFM技术的暂态响应特性对比，为SG系列光伏逆变器在弱电网场景下的稳定运行提供算法改进方向。文中揭示的GFM与GFL本质差异，有助于阳光电源在不同应用场景（强电网/弱电网、并网/离网）灵活切换控制模式。关键技术难点分析可指导iSolarCloud平台开发构网型控制的智能诊断与参数自适应功能，提升系统可靠性与电网友好性。