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构网型储能变流器自适应低电压穿越控制策略

Grid-forming Energy Storage Converter Adaptive Low Voltage Ride-through Control Strategy

作者 李建林 · 邹菲 · 游洪灏 · 袁晓冬
期刊 电工技术学报
出版日期 2025年1月
卷/期 第 40 卷 第 9 期
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能变流器PCS 构网型GFM 低电压穿越LVRT
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 新型电力系统 储能变流器 构网型控制 低电压穿越 李建林 邹菲 游洪灏 袁晓冬 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society
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构网型储能变流器虽具备主动支撑能力,可有效降低新型电力系统风险,但在系统扰动导致电压跌落时易出现失稳与过电流问题。本文分析其暂态特性及扰动电流主导因素,揭示系统稳定性取决于功角曲线与有功参考值的交点存在性,扰动电流大小与无功输出相关。据此提出一种自适应低电压穿越控制策略,通过动态调节有功、无功功率参考值,在不改变控制结构的前提下实现电压源特性维持与主动支撑能力,兼顾系统稳定与电流限幅。仿真与半实物实验验证了该策略的有效性。
构网型储能变流器虽具备主动支撑能力、可有效降低新型电力系统所面临的风险,但当电力系统受到扰动导致电压呈现不同程度的跌落时,易出现失稳及过电流问题,威胁电力系统运行的安全稳定性.该文首先对构网型储能变流器暂态特性及系统扰动电流决定性因素进行探讨,得出系统稳定性取决于扰动下的功角曲线与有功参考值是否存在交点,系统扰动电流大小与变流器输出电压和电网电压差值呈正相关,即与变流器输出无功功率相关;然后,基于分析提出一种构网型储能变流器自适应低电压穿越控制策略,该控制策略可根据系统扰动程度对有功、无功功率参考值进行调整,此控制无需切换控制策略,不改变构网型控制策略结构,使储能变流器在扰动期间仍表现为电压源特性,具备对系统的主动支撑能力,实现了在维持系统稳定性的同时对扰动电流进行有效限制;最后,通过仿真及半实物实验验证了所提控制策略的有效性.
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SunView 深度解读

该自适应低电压穿越控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的动态功率参考值调节方法可直接应用于构网型GFM控制架构优化,解决电压跌落时的失稳与过电流问题。通过功角曲线分析实现稳定性判据,结合无功输出调节扰动电流的技术路线,可增强ST储能变流器在弱电网环境下的主动支撑能力和故障穿越性能。该策略不改变控制结构的特点便于在现有产品平台上快速实现,提升储能系统在新型电力系统中的安全运行水平,符合阳光电源构网型储能技术发展方向。