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考虑暂态模式切换的构网型变换器并联跟网型变换器系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming and Grid-Following VSC Parallel System Considering Transient Mode Switching
| 作者 | 陈祯怡杨黎晖史金柱韩晓静 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年15月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 15 期 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 构网型GFM 跟网型GFL 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 混联系统 动态耦合机理 暂态稳定性 电流限幅环节 故障恢复 |
版本:
针对构网型（GFM-VSC）与跟网型（GFL-VSC）变换器混联系统中复杂的暂态交互问题，建立考虑GFM-VSC电流限幅环节的暂态耦合模型，揭示其模式切换与GFL-VSC间的动态耦合机理。分析故障期间及切除后GFL-VSC参数对GFM-VSC模式切换的影响，给出GFM-VSC恢复至正常模式的临界条件，并通过仿真验证理论分析的准确性。
由跟网型变换器(grid-following voltage source converter,GFL-VSC)及构网型变换器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)构成的混联系统中,复杂的暂态交互作用使系统的安全稳定运行面临挑战,明确变换器间的动态耦合机理及其对系统暂态稳定性的影响至关重要.GFM-VSC中设置的电流限幅环节会导致其暂态运行方式发生切换,进一步增加了 GFM-VSC与GFL-VSC之间的耦合机理的复杂性.为揭示GFM-VSC发生暂态模式切换时与GFL-VSC之间的动态耦合机理及该耦合对GFM-VSC故障恢复过程的作用机制,首先,建立考虑GFM-VSC限幅环节的混联系统暂态耦合模型;基于此模型,分析故障期间及故障切除后,GFL-VSC的参数对GFM-VSC工作模式切换的影响机理;随后,针对不同程度的电网电压跌落故障,分析故障切除后GFM-VSC的工作模式切换过程,得到混联系统中GFM-VSC在故障切除后可切换回正常工作模式的临界条件;最后,构建混联系统的仿真模型,验证理论分析的正确性.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器混联场景具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，GFM型储能变流器与GFL型光伏逆变器并联运行时，电流限幅导致的模式切换会引发暂态交互问题。研究揭示的动态耦合机理可优化ST储能系统的电流限幅策略与模式切换逻辑，提出的临界恢复条件可指导GFL-VSC参数整定，提升混联系统故障穿越能力。该成果可直接应用于iSolarCloud平台的智能诊断算法，实现GFM/GFL混联系统的预测性维护，降低大型光储电站暂态失稳风险，增强电网支撑能力。