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分析PMSG控制参数与运行工况及电网强度的耦合关系:一种针对次同步振荡的视角
Analyzing the Coupling of PMSG Control Parameters With Operation Conditions and Grid Strength: A Perspective on Subsynchronous Oscillations
| 作者 | Gangui Yan · Cheng Yang · Yupeng Wang · Dejian Yang · Gang Mu |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Systems |
| 出版日期 | 2024年12月 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 次同步振荡 永磁同步发电机 控制参数 运行条件 电网强度 |
语言:
中文摘要
并网永磁同步发电机(PMSG)中的次同步振荡(SSO)是由控制参数、运行工况和电网强度的综合作用引起的。现有研究主要集中于变流器控制参数的设计,却忽视了这些参数对运行工况和电网强度变化的适应性。这种忽视可能导致固定的控制参数难以适应不同工况,从而可能诱发次同步振荡。本文建立了一种多阻尼路径模型,用于分析并网永磁同步发电机系统的次同步振荡特性。该模型定量评估了运行工况和电网强度的变化对控制参数适应性和次同步振荡阻尼的影响。研究揭示了稳定约束下控制参数可行域与电网强度和运行工况变化之间的复杂耦合关系。研究证实,在某些情况下,单一的控制参数组可能无法满足不同运行工况和电网强度下的稳定性要求。通过仿真验证了所提出模型和理论分析结果的有效性。研究结果为并网永磁同步发电机系统在不同运行工况和电网强度下控制参数的自适应调整提供了重要的理论指导。
English Abstract
Subsynchronous oscillation (SSO) in grid-connected permanent magnet synchronous generators (PMSG) arises from the combined effects of control parameters, operating conditions, and grid strength. Existing studies focus on the design of converter control parameters but overlook their adaptability to changes in operating conditions and grid strength. This oversight can lead to challenges in adapting fixed control parameters to varying conditions, potentially inducing SSO. This paper develops a multi-damping path model to analyze the SSO characteristics of grid-connected PMSG systems. It quantitatively evaluates how changes in operating conditions and grid strength affect the adaptability of control parameters and SSO damping. The study reveals the intricate coupling relationship between the feasible domain of control parameters under stability constraints and variations in grid strength and operating conditions. It confirms that in certain scenarios, a single set of control parameters may not meet the stability requirements across different operating conditions and grid strengths. The effectiveness of the proposed model and the theoretical analysis results are verified through simulations. The findings provide essential theoretical guidance for the adaptive adjustment of control parameters in grid-connected PMSG systems under various operating conditions and grid strengths.
S
SunView 深度解读
该研究对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究揭示的PMSG控制参数与电网强度的耦合机理,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列逆变器的弱电网适应性优化。特别是在构建PowerTitan大型储能系统时,可基于该研究成果优化VSG控制策略,提升系统在不同短路比下的稳定性。同时,文中的阻抗重塑方法也可用于改进iSolarCloud平台的系统稳定性评估算法,为新能源电站的智能运维提供理论支撑。建议在产品迭代中重点关注电流环和锁相环参数的协调优化,提升设备在弱电网条件下的运行可靠性。