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离散域下基于轮换计算的跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解算法
A Transient Stability Solution Algorithm for Hybrid Grid-Following and Grid-Forming Inverter Systems Based on Alternating Computation in Discrete Domain
| 作者 | 李锐博 · 颜湘武 · 蔡光 · 裴建楠 · 贾焦心 |
| 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 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 构网型GFM 跟网型GFL 虚拟同步机VSG |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 跟/构网逆变器混联系统 暂态同步稳定性 四阶非线性系统 功角域 时间域 李锐博 颜湘武 蔡光 裴建楠 贾焦心 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society |
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随着新能源渗透率提升,跟/构网逆变器混联并网成为保障系统稳定运行的重要方式。针对其高阶非线性特性导致暂态稳定评估困难的问题,本文建立包含锁相环与虚拟同步机的四阶非线性模型,提出一种基于轮换计算的暂态稳定性求解方法。该方法在功角域进行能量与角速度迭代计算,并映射回时间域,分离大扰动下系统的复杂动态,形成并行对称运动形态,实现跟网与构网控制变量的同步求解,兼具能量法机理清晰与离散迭代法精度高的优势。仿真与实验验证了方法的有效性。
随着新能源发电渗透率的逐步提高,逆变器并网系统呈现出大容量汇集、远距离集中外送的特性.跟/构网逆变器混联并网可以充分利用二者各自优势,确保新能源外送系统的稳定运行及高效消纳.混联系统的有效暂态稳定评估对其运行具有重要的指导意义,但混联系统阶数高、非线性强,难以使用已有解析方法进行暂态同步稳定评估.为解决这一问题,该文首先建立了包含锁相环及虚拟同步机的跟/构网混联系统四阶非线性模型;然后,提出一种基于轮换计算的跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解方法,其在功角域中进行能量计算及角速度求解,并映射回时间域,在各时刻下建立跟网控制和构网控制功角的对应关系,将大扰动下混联系统复杂交互运动形态分离,形成跟/构网系统的并行对称运动形态,实现了混联系统跟/构网系统相关变量的同步计算求解,其兼具能量法的动力学机理明晰、离散迭代法高计算精度的优势;最后,在仿真及实验中构建算例验证了所提方法的有效性.
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SunView 深度解读
该跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解算法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的基于轮换计算的离散域求解方法,可直接应用于阳光电源GFM/GFL混合控制策略的稳定性评估与参数优化。该算法兼具能量法机理清晰与离散迭代法精度高的优势,能够有效分析VSG控制与锁相环PLL在大扰动下的耦合动态,为ST储能系统在高新能源渗透率场景下的并网控制参数整定提供理论工具,提升系统抗扰动能力。同时可用于SG光伏逆变器的GFM功能开发,加速构网型产品的稳定性验证与控制器设计迭代。