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柔直构网新能源送端系统故障响应特性计算方法
Calculation Method for Fault Response Characteristics of MMC-based Grid-Forming Renewable Energy Sending-end Systems
| 作者 | 何佳伟 · 周博昊 · 李斌 · 闫旭 · 李岩 · 曹润彬 |
| 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 跟网型GFL |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 柔直换流器 构网控制 故障等值模型 故障响应特性 链式迭代 何佳伟 周博昊 李斌 闫旭 李岩 曹润彬 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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故障等值建模是系统级响应特性分析的基础,但现有研究对构网型换流器的故障建模关注较少。传统跟网型设备短路电流计算方法在柔直构网系统中易出现收敛问题。本文结合构网型柔直换流器的电压-频率控制、主动降压策略及跟网型新能源的低压穿越控制,建立多类型电力电子设备的故障等值模型,提出一种考虑源模型动态切换的全网链式迭代计算方法,实现短路电流快速可靠收敛。基于PSCAD/EMTDC的大量仿真验证了该方法的可行性、精确性与优越性。
故障等值建模是系统级响应特性计算的基础.然而,现有研究较少涉及构网型换流器的故障等值建模.传统针对跟网型电力电子设备接入交流电网的短路电流计算方法,在柔直构网系统中容易出现结果失稳发散的问题.因此,文中考虑构网型柔直换流器的电压-频率构网控制策略、主动降压策略以及跟网型新能源的低压穿越控制策略,建立了不同类型电力电子设备的故障等值模型.基于此,考虑不同电力电子设备电压源、电流源等值模型的频繁切换,提出了一种适用于柔直构网新能源送端系统的全网链式迭代故障响应特性计算方法,实现了短路电流计算的快速可靠收敛.基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了柔直构网新能源送端系统仿真模型,以进行多种故障类型和影响因素的大量仿真测试,充分验证了所提计算方法的可行性、精确性和优越性.
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SunView 深度解读
该柔直构网故障响应计算方法对阳光电源构网型储能系统(ST系列)和大型新能源送出项目具有重要应用价值。文章提出的构网型换流器故障等值模型和链式迭代算法,可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化,特别是主动降压策略与短路电流限制的协调设计。该方法解决了构网-跟网混合系统(ST储能+SG光伏)的故障计算收敛难题,可用于iSolarCloud平台的故障预测与保护定值整定功能开发。对于阳光电源参与的柔直送出工程,该技术能提升系统级故障分析能力,指导构网型储能变流器的电压-频率控制参数优化,增强电网支撑能力与故障穿越性能。