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基于图形化说明的构网型逆变器故障恢复机理与方法
Mechanism and Methods for Fault Recovery of Grid-Forming Inverter by Graphical Illustration
| 作者 | Jialun Yang · Hua Ye · Yantuan Wang · Yutian Liu · Yujun Li · Zhengchun Du |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Systems |
| 出版日期 | 2024年12月 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 构网型GFM |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 并网逆变器 限流控制 故障恢复 下垂控制 实验验证 |
语言:
中文摘要
现有的基于优先级的并网型（GFM）逆变器限流控制（CLC）可能会导致故障恢复失败，包括陷入限流控制以及在限流控制和恒压控制（CVC）之间出现模式振荡。为解决这些问题，本文首先通过在相量图中阐述三种故障恢复状态的条件，揭示了下垂控制的并网型逆变器的故障恢复机制。然后，提出了两种方法，包括确定电流角度的最优范围和饱和模块的上限，以确保并网型逆变器成功实现故障恢复。多次实验测试验证了理论分析的正确性。
English Abstract
The existing priority-based current limiting control (CLC) for grid-forming (GFM) inverters may lead to failures in fault recovery, including being locked in CLC and mode oscillation between CLC and constant voltage control (CVC). To resolve these problems, this letter first reveals the fault recovery mechanism of droop controlled GFM inverters by illustrating the conditions of three fault recovery states in the phasor diagram. Then, two methods including determination of the optimal range of current angle and upper limit of saturation block are presented to guarantee successful fault recovery of GFM inverters. The correctness of theoretical analyses is verified and validated by multiple experimental tests.
S
SunView 深度解读
该故障恢复机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。现有CLC控制导致的恢复失败问题在弱电网场景下尤为突出，影响系统可靠性。文章提出的图形化分析方法可优化阳光电源构网型GFM控制策略，解决电流限幅后的模式切换异常，提升故障穿越后的快速恢复能力。该技术可应用于ST2236/2752UX等高压储能变流器，增强其在独立微网和弱电网并网场景下的鲁棒性，减少因恢复失败导致的系统停机风险，对提升阳光电源储能产品在新型电力系统中的竞争力具有重要意义。