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一种级联混合同步控制策略用于并网逆变器
A Cascaded Hybrid Synchronization Control for Grid-Connected Inverters
| 作者 | Feifan Chen · Xiongfei Wang · Haowen Wang · Liang Zhao · Lennart Harnefors · Mikko Routimo |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年8月 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | 并网逆变器 下垂控制 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 矢量电压控制 功率同步控制 锁相环 并网逆变器控制策略 稳定性鲁棒性 |
语言:
中文摘要
本文重新探讨了矢量电压控制（VVC），发现通过在 $q$ 轴电压参考中引入 $P\text{--}E_{q}$ 下垂控制，传统的锁相环（PLL）可以有效替代功率同步控制，以复现构网型（GFM）逆变器的功率 - 频率（角度）动态特性。因此，本文提出了一种保留传统 PLL 和 VVC 的简单 GFM 控制策略。与近期报道的基于 PLL 的 GFM 方法相比，该方法无需虚拟导纳控制，并且在较宽的电网短路比范围内具有更高的稳定性鲁棒性。
English Abstract
This letter revisits vector voltage control (VVC) and finds that by introducing a P--E_q droop into the q -axis voltage reference, a conventional phase-locked loop (PLL) can effectively substitute the power synchronization control for replicating the power–frequency (angle) dynamics of grid-forming (GFM) inverters. Consequently, a simple GFM control strategy that retains the traditional PLL and VVC is proposed. In contrast to recently reported PLL-based GFM approaches, the method eliminates the need for virtual admittance control and offers higher stability robustness across a wide range of grid short-circuit ratios.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务角度看，这篇论文提出的级联混合同步控制策略对我们的并网逆变器产品线具有重要的技术参考价值。该技术通过在传统矢量电压控制（VVC）中引入P-Eq下垂控制，实现了用常规锁相环（PLL）替代功率同步控制来复现构网型（GFM）逆变器的功率-频率动态特性，这为简化控制架构提供了新思路。
对于阳光电源当前主推的大型地面电站逆变器和储能变流器产品，该技术的核心价值在于：首先，它保留了传统PLL和VVC架构，这意味着可以在现有控制平台上进行渐进式升级，降低研发成本和技术风险；其次，取消虚拟导纳控制环节简化了控制结构，有利于提升系统可靠性和工程实施效率；更重要的是，该方法在宽范围短路比条件下展现出更高的稳定裕度，这对于弱电网接入场景（如西北地区大型光伏基地、海上风电并网等）具有显著实用价值。
从技术成熟度评估，该方案基于成熟的PLL和VVC技术，工程化门槛相对较低，但仍需验证在复杂电网工况下的动态性能，特别是多机并联、不平衡故障穿越等场景。对阳光电源而言，技术机遇在于可将其整合到新一代智能逆变器平台，增强产品在弱电网适应性方面的竞争优势；挑战则在于需要与现有的低电压穿越、频率支撑等功能协调优化，并积累足够的现场运行数据以完善控制参数设计方法。建议将该技术纳入预研计划，在实验室和示范项目中开展系统性验证工作。