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计及限流切换的构网型变换器并联系统暂态同步稳定分析
Transient Synchronization Stability Analysis of Grid-Forming Converter Parallel Systems Considering Current Limiting Switching
| 作者 | 吴峰 · 鲍颜红 · 郑建勇 · 徐泰山 · 任先成 · 张金龙 · 杨可昕 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 构网型GFM |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 构网型变换器 暂态稳定 并联运行 暂态交互能量 稳定域 限流 吴峰 鲍颜红 郑建勇 徐泰山 任先成 张金龙 杨可昕 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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电网短路故障下，并联运行的新能源构网型变换器暂态交互作用显著增强，系统暂态同步失稳风险上升。本文建立了构网型变换器并联系统的暂态交互模型，结合同步发电机稳定理论，揭示了暂态交互能量对稳定性的影响机理及功角牵引机制，阐明多变换器稳定性趋同或弱稳定个体加速失稳的动态过程。提出计及限流切换的稳定域构建方法，分析运行状态与控制参数对暂态稳定性的影响规律，仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
电网短路故障下,并联运行的新能源构网型变换器暂态交互作用显著增强,增加了系统暂态同步失稳风险.文中首先建立了构网型变换器并联系统暂态交互模型.其次,借助传统同步发电机稳定理论,分析了暂态交互能量影响变换器稳定性的作用机理,进一步揭示了交互能量作用下的功角牵引机制将促使多变换器稳定性趋近一致或致使稳定性较差的变换器加速失稳.由此,提出了计及限流切换的构网型变换器并联系统稳定域构建方法,并通过稳定域分析了变换器运行状态及控制参数对系统暂态稳定性的影响规律.最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源构网型储能系统具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中多机并联场景，研究揭示的暂态交互能量影响机理和功角牵引机制，可直接用于优化GFM控制策略，提升电网故障下的暂态同步稳定性。提出的计及限流切换的稳定域构建方法，为ST变流器的限流保护与暂态稳定协调设计提供理论依据，可避免弱稳定单元加速失稳导致的连锁脱网风险。该技术同样适用于SG光伏逆变器构网型并网场景，增强新能源电站的故障穿越能力和电网支撑能力，提升系统可靠性。