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基于混合同步控制的构网型变流器不对称故障下暂态稳定分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming Converters with Hybrid Synchronous Control under Asymmetric Faults
| 作者 | 王龙悦 · 胡鹏飞 · 于彦雪 · 杨锐良 · 张哲玮 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 2 期 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 功率模块 构网型GFM 弱电网并网 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 不对称故障 暂态稳定性 构网型变流器 混合同步控制 相平面法 电流稳定边界 王龙悦 胡鹏飞 于彦雪 杨锐良 张哲玮 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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构网型变流器因具备主动支撑能力和弱电网适应性而受到广泛关注,但其在电网故障下的暂态稳定问题仍制约着实际应用。现有研究多集中于对称故障场景,针对不对称故障的研究尚不充分。本文针对混合同步型构网控制,引入正负序解耦机制,构建适用于不对称故障的控制框架;建立系统详细动态模型,结合相图法定量揭示正负序电流与暂态失稳边界的数学关系;并通过电磁暂态仿真与硬件在环实验验证了所提方法的有效性与分析准确性。
构网型变流器具有良好的主动支撑特性和弱电网适应能力,已成为目前关注的热点.然而,构网型控制(GFMC)在电网故障下的暂态稳定性能是制约其运行的关键问题,现有成果主要关注对称故障下GFMC策略的暂态同步稳定问题,对于不对称交流故障下的暂态同步稳定特性鲜有深入研究.针对最新的混合同步型构网控制方法,首先,结合正负序解耦模块与混合同步控制结构,使混合同步控制能够应用于不对称故障.其次,建立了不对称故障下系统的详细动态模型,基于此模型,定性分析了正负序电流对暂态稳定的影响规律,并进一步基于相图模型定量解析正负序电流与暂态失稳边界的数学关系.最后,基于电磁暂态数值仿真和硬件在环实验,验证了所提控制策略的有效性和不对称故障下暂态同步稳定性分析的准确性.
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SunView 深度解读
该混合同步控制下不对称故障暂态稳定分析技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制具有重要应用价值。研究提出的正负序解耦机制可直接应用于PowerTitan大型储能系统,提升单相接地等不对称故障下的暂态稳定裕度。相图法揭示的失稳边界数学关系为阳光电源弱电网并网场景下的电流限幅策略优化提供理论依据,可改进现有VSG控制算法在复杂故障工况下的鲁棒性。该分析方法还可集成至iSolarCloud平台的智能诊断模块,实现故障预警与稳定性评估,增强产品在高比例新能源电网中的主动支撑能力和市场竞争力。