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控制与算法 构网型GFM 跟网型GFL 弱电网并网 ★ 5.0

含跟网/构网型混联多馈入系统协调优化配置方法

Coordinated Optimal Configuration Method for Hybrid Multi-Infeed Systems with Grid-Following and Grid-Forming Converters

作者 余光正 · 胡越 · 刘晨曦 · 汤波 · 辛焕海 · 马骏超 · 崔葛安
期刊 中国电机工程学报
出版日期 2025年2月
卷/期 第 45 卷 第 2 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
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 混联多馈入系统 跟网/构网型变流器 电网强度 协调优化配置 小干扰稳定性
版本:
随着同步机组被电力电子设备替代,电力系统逐渐由‘物理同步’转向‘控制同步’,变流器控制引发的稳定性问题日益突出。研究表明,构网型设备可抑制弱电网下跟网型设备引起的次同步振荡,但在强电网中易诱发低频振荡。当前系统处于向‘双高’过渡阶段,不同电网强度下混联多馈入系统中两类变流器的电压支撑能力量化及多频段协调配置方法尚不明确。本文通过模态分析揭示不同电网强度下主导振荡模态的分布特性,建立协调配置原则;基于模态解耦等效分析,阐明阻尼比与支撑能力指标的关系,提出提升小干扰稳定性的协调优化配置方法,并通过仿真验证其有效性。
随着传统同步机组被电力电子设备逐步取代,电力系统由原来的"物理同步"逐渐转变为"控制同步".因此,由变流器控制环节引发的稳定问题受到广泛关注.已有研究表明,含跟网/构网型设备的混联多馈入系统中构网型设备能够抑制弱电网下由跟网型设备并网引起的次同步振荡,然而其在强电网下容易导致系统出现低频振荡现象.而目前电力系统仍处于向"双高"系统转变的过渡阶段,关于不同电网强度下混联多馈入系统中跟网/构网型变流器对电网电压支撑能力的量化评估及其在多频段下的协调优化配置方法仍不清晰.为此,该文首先对单馈入跟网/构网型变流器并网系统进行模态分析,探究不同电网强度下跟网/构网型变流器对应的主导振荡模态在多频段下的分布特性,并形成混联多馈入系统的协调优化配置原则.其次,基于模态解耦的思想对混联多馈入系统的稳定性进行等效近似,揭示多频段下系统主导振荡模态阻尼比与跟网/构网型支撑能力量化指标之间的关系.由此,提出一种面向系统小干扰稳定性提升的跟网/构网型协调优化配置方法.最后,通过仿真算例验证所提混联多馈入系统等效近似方法的正确性和协调优化配置方法的有效性.
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SunView 深度解读

该混联多馈入系统协调配置技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究揭示的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统,通过模态分析量化不同电网强度下的电压支撑能力,优化构网型与跟网型设备配比:在弱电网场景下增强GFM控制抑制次同步振荡,在强电网中合理配置避免低频振荡。该协调优化方法可嵌入阳光电源iSolarCloud平台,实现多机组自适应控制切换,提升大型新能源电站小干扰稳定性,为'双高'电网过渡期的变流器控制策略提供理论支撑,增强产品在复杂电网环境下的并网适应性。