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统一且灵活的电力电子型电力系统频域稳定性评估框架
Unified and Flexible Frequency-Domain Stability Assessment Framework for Power-Electronic-Based Power Systems
| 作者 | Feifan Chen · Sei Zhen Khong · Xiongfei Wang · Lennart Harnefors |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年6月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 频域稳定性分析理论 电力电子系统 分散稳定性评估 稳定性准则 实验验证 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种频域稳定性分析理论,该理论为基于电力电子的电力系统的分散稳定性评估提供了一个统一且高度灵活的框架的理论基础。通过引入频率相关乘数,所提出的方法能够无缝整合电力电子系统中现有的分散稳定性条件,包括经典和加权小增益、无源性以及频率分割方法。此外,它还能灵活组合和应用那些无法通过任何现有单一方法获得的、保守性更低的新型稳定性判据。在稳定和不稳定系统上进行的实验验证表明,该框架具备准确进行稳定性验证和检测局部不稳定风险的能力。
English Abstract
This letter proposes a frequency-domain stability analysis theory that provides the theoretical foundation for a unified and highly flexible framework for decentralized stability assessment of power-electronic-based power systems. By introducing frequency-dependent multipliers, the proposed method enables the seamless integration of existing decentralized stability conditions used in power electronics systems, including classical and weighted small gain, passivity, and frequency-split approaches. Moreover, it enables the flexible combination and deployment of novel, less-conservative stability criteria that cannot be obtained using any of the existing methods alone. Experimental validation on both stable and unstable systems demonstrates the framework’s capability for accurate stability certification and the detection of localized instability risks.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务角度来看,这项统一频域稳定性评估框架对我们在高比例新能源并网场景下的产品竞争力具有重要战略价值。
当前,我们的光伏逆变器和储能变流器在大规模集群并网时面临着复杂的振荡和稳定性问题。传统的小增益判据、无源性判据等方法各有局限,往往过于保守或无法覆盖所有工况。该论文提出的频域统一框架通过引入频率依赖乘子,能够灵活整合现有多种判据,并开发出更精准、更少保守性的稳定性评估方法。这意味着我们可以在保证系统稳定的前提下,拓展设备的运行边界,提升功率密度和响应速度。
对于阳光电源的分布式储能系统和微电网解决方案,该框架的分散式评估特性尤为关键。它允许我们在不依赖全局系统信息的情况下,对单个变流器或局部子系统进行稳定性认证,这将大幅简化大型新能源电站的调试和运维流程,降低系统集成复杂度。
从技术成熟度看,该方法已完成实验验证,具备较强的工程化潜力。主要挑战在于如何将其嵌入现有的逆变器控制器中,实现实时在线评估,以及如何建立适用于不同电网环境的频率乘子库。
建议我们的中央研究院跟踪该技术方向,探索将其应用于下一代智能变流器的自适应控制策略中,特别是在弱电网和多机并联场景下,这将成为我们在全球市场差异化竞争的重要技术支撑点。