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采用圆形电流限制器的构网型双馈感应发电机暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of Grid-Forming DFIG Equipped With Circular Current Limiter
| 作者 | Ling Zhan · Bin Hu · Liang Chen · Sen Zhang · Zhenxiao Zhang · Heng Nian |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 构网型GFM |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 环形电流限制器 网侧双馈感应发电机 暂态模型 虚拟阻抗参数 故障穿越能力 |
语言:
中文摘要
在将圆形电流限制器应用于限制构网型双馈感应发电机（GFM - DFIG）中的过电流时，复杂的控制特性给暂态稳定性分析带来了挑战。本文建立了配备圆形电流限制器的GFM - DFIG的暂态模型，并研究了虚拟阻抗参数对暂态性能的影响。理论分析和实验验证表明，较小的虚拟阻抗可以提高限流式GFM - DFIG的故障穿越能力，并且与虚拟电感相比，虚拟电阻的不利影响更为显著。
English Abstract
When applying circular current limiters to restrict overcurrent in grid-forming doubly fed induction generators (GFM-DFIGs), the complicated control characteristics present challenges for transient stability analysis. This article develops a transient model for GFM-DFIG equipped with circular current limiter and investigates the impact of virtual impedance parameters on transient performance. Theoretical analysis and experimental validation indicate that smaller virtual impedance can enhance the fault ride-through capability of current-limited GFM-DFIG, and virtual resistance has a more significant detrimental impact compared to virtual inductance.
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SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型双馈风电机组（GFM-DFIG）圆形限流器的研究具有重要的技术借鉴价值。虽然研究对象是风电领域，但其核心技术逻辑与我司在光伏逆变器和储能变流器的构网型控制技术高度契合。
当前，阳光电源正大力推进构网型逆变器技术，以应对高比例新能源接入带来的电网稳定性挑战。该论文揭示的圆形限流器暂态特性分析方法，可直接应用于我司PowerTitan储能系统和SG8.0RC构网型光伏逆变器的过流保护优化设计。研究指出较小虚拟阻抗能提升故障穿越能力，且虚拟电阻的负面影响大于虚拟电感，这为我司优化虚拟同步机（VSG）控制参数提供了定量依据，有助于在保护设备安全与维持并网稳定性之间找到最优平衡点。
技术成熟度方面，圆形限流器已在风电领域得到验证，移植到光伏储能系统的技术风险可控。特别是在我司正积极布局的"光储氢"一体化微网项目中，多种构网型设备的协调控制对限流策略提出更高要求。该研究建立的暂态模型可加速我司仿真验证流程，缩短产品开发周期。
主要挑战在于光伏和储能系统的功率特性与双馈风机存在差异，需要针对性地修正模型参数。但这同时也是技术机遇——通过跨领域技术融合，阳光电源可建立更完善的构网型设备暂态分析理论体系，强化在新型电力系统解决方案中的技术领先优势，特别是在电网侧储能和工商业微网等高附加值市场形成差异化竞争力。