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风电变流技术
★ 5.0
开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑
Power Control and Transient Support of Grid-Connected Converter with Open-Winding Synchronous Motor Interface
| 作者 | 马志豪 · 孙丹 · 刘纯 · 毕家瑞 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 4 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 开绕组同步电动机 新能源 并网接口 惯量响应 暂态频率支撑 马志豪 孙丹 刘纯 毕家瑞 高电压技术 High Voltage Engineering |
版本:
随着高比例新能源电力系统的发展，系统等效转动惯量降低，频率稳定问题日益突出。本文提出一种以开绕组电励磁同步电机（OW-WFSM）为接口的并网变流器供电系统。基于其数学模型，分析系统功率与电压电流矢量关系，设计相位差闭环控制的矢量控制策略及无功-电压协调控制策略，实现功率解耦与稳定传输，并通过Lyapunov理论验证控制稳定性。分析表明，该系统具备惯量响应能力，结合转子位置定向控制可自然增发有功，提升电网惯性和有功支撑能力，仿真结果验证了所提策略的有效性。
随着高比例新能源电力系统的发展,系统等效转动惯量大幅下降,电网发生故障时,系统频率稳定问题愈发凸显.针对该问题,提出了一种以开绕组电励磁同步电动机(open-winding wound field synchronous motor,OW-WFSM)为接口的并网变流器供电系统.在建立OW-WFSM数学模型的基础上,分析了系统功率、电压电流矢量关系,由此设计了基于相位差闭环控制的变流器矢量控制策略以及OW-WFSM励磁系统无功-电压协调控制策略,实现了变流器与OW-WFSM的功率解耦控制与稳定传输,并利用Lyapunov稳定性定理对控制原理进行了分析验证.通过对系统暂态频率支撑能力的分析,证明了所提拓扑中OW-WFSM仍具备惯量响应能力.同时,采用电机转子位置定向的变流器能够自然增发有功,实现了电网惯性和有功支撑能力的进一步提升.仿真结果验证了所提控制策略的有效性.
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SunView 深度解读
该研究的开绕组同步电机接口并网变流器控制技术对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要参考价值。其提出的相位差闭环控制策略可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFM控制优化，提升系统惯量响应能力。特别是在PowerTitan大型储能系统中，该技术可增强系统的电网支撑能力，提高功率解耦控制精度。文中的Lyapunov稳定性分析方法也可用于完善阳光电源现有VSG控制算法的理论基础。建议在储能变流器产品中优先验证该技术方案，重点关注其在大功率场景下的工程实现。