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变流器自适应跟网-构网融合控制及其改善振荡稳定性的机理分析
Adaptive Grid-Following/Grid-Forming Integrated Control of Converters and Mechanism Analysis on Improved Oscillation Stability
| 作者 | 刘朋印 · 谢小荣 · 缪庆庆 · 苏开元 · 霍轶东 · 王晰 |
| 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 弱电网并网 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 跟网-构网融合控制 弱电网 强电网 振荡稳定性 自适应融合方法 |
版本:
跟网变流器在弱电网中存在振荡风险,而构网变流器在强电网中易失稳。为兼顾二者优势,提出基于短路比(SCR)自适应调节控制输出占比的融合控制策略。通过频率耦合阻抗模型揭示其改善强、弱电网振荡稳定性的机理,并结合阻抗分析与电磁暂态仿真验证性能。结果表明,该方法在1≤SCR≤50范围内均无振荡失稳风险,振荡特性优于单一控制模式。
跟网变流器在弱电网中存在振荡风险,而其强电网振荡稳定性较好;相较而言,构网变流器在弱电网中具有良好的振荡稳定性,但在强电网中易振荡失稳.为结合跟、构网控制的优势,有必要研究跟网-构网融合控制策略,进而改善变流器的强、弱电网振荡稳定性.首先,基于自适应混合同步控制实现融合控制策略,并提出依据短路比(short circuit ratio,SCR)调整变流器跟网、构网控制输出占比的自适应融合方法;之后,基于频率耦合阻抗模型揭示所提控制改善变流器强、弱电网振荡稳定性的机理;最后,利用阻抗分析和电磁暂态仿真对比所提控制、跟网控制和构网控制在不同电网强度下的振荡稳定性.结果表明:融合控制变流器在1≤SCR≤50范围内不存在振荡失稳风险,其强、弱电网振荡特性优于单纯的跟网变流器和构网变流器.
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SunView 深度解读
该自适应跟网-构网融合控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。当前阳光电源产品在弱电网场景下的GFL控制存在振荡风险,在强电网下的GFM控制易失稳,该研究提出的基于SCR自适应调节的融合策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的控制算法优化。通过频率耦合阻抗模型分析机理,可指导阳光电源在1≤SCR≤50全范围电网条件下实现稳定运行,特别适用于西北弱电网光伏并网和海外电网适应性场景。建议将该融合控制策略集成到iSolarCloud平台,实现电网强度实时识别与控制模式自适应切换,提升产品全球市场竞争力。