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系统并网技术 构网型GFM 多物理场耦合 ★ 5.0

一种基于并网电流反馈的构网型变流器次同步振荡抑制策略

A Grid-Current-Feedback-Based Subsynchronous Oscillation Mitigation Strategy for Grid-Forming Converters

作者 张琦 · 刘俊良 · 陈兵 · 杜雄 · 邹小明
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 系统并网技术
技术标签 构网型GFM 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 构网型变流器 复变量 等效阻抗 稳定性分析 振荡抑制 张琦 刘俊良 陈兵 杜雄 邹小明 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society
版本:
构网型变流器因具备类似同步发电机的外特性,在串联电容补偿线路下易引发次同步振荡。本文建立其复变量阻抗模型,计及频率耦合效应,推导单输入单输出等效阻抗模型,分析串补度与耦合效应对系统稳定性的影响;提出基于并网电流反馈的阻抗重塑策略,引入反馈系数k构建二元阻抗模型,利用幅相等值线设计k以抑制振荡;仿真与实验验证了分析结论与控制策略的有效性。
类似于同步发电机,构网型变流器多采用功率同步或惯量同步控制策略,可为电网提供惯性和阻尼支撑.然而,构网型变流器与同步发电机类似的外特性导致其通过串联电容补偿线路接入电网时易发生次同步振荡.鉴于此,该文首先采用复变量表示法建立构网型变流器的自阻抗和伴随阻抗模型,计及串联电容补偿线路以及频率耦合效应的影响,推导得到系统单输入单输出等效阻抗模型,基于阻抗判据,分析不同串补度以及频率耦合效应对并网系统稳定性的影响;其次提出一种基于并网电流反馈的阻抗重塑控制策略,将用于提升稳定性的反馈系数 k引入等效阻抗模型中,建立反馈系数-频率二元阻抗模型,利用幅相等值线图对反馈系数k进行设计以实现次同步振荡的抑制;最后,通过仿真和实验验证稳定性分析结果的正确性以及所提振荡抑制策略的有效性.
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SunView 深度解读

该研究对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统的稳定性控制具有重要应用价值。构网型变流器在串补线路中的次同步振荡问题,直接影响储能电站的并网可靠性。文中提出的并网电流反馈抑制策略,可优化ST系列储能变流器的构网型控制算法,提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网条件下的运行稳定性。该方法通过阻抗重塑实现振荡抑制,实施难度低,适合工程应用,可作为阳光储能产品在高串补电网场景下的标配解决方案。这对提升公司储能产品的市场竞争力具有积极意义。