← 返回
储能系统技术 储能系统 跟网型GFL ★ 5.0

面向设计的同步参考系锁相环大信号稳定性分析

Design-Oriented Large-Signal Stability Analysis of Synchronous Reference Frame Phase-Locked Loop

作者 Miguel Carreño · Jie Song · Oriol Gomis-Bellmunt · Robert Griñó
期刊 IEEE Transactions on Power Delivery
出版日期 2024年9月
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统 跟网型GFL
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 同步参考帧锁相环 电压源变流器 大信号稳定性 阻尼区域 时域仿真
语言:

中文摘要

同步参考系锁相环是跟网型电压源换流器的核心组成部分。已有研究表明,该环路引入的微分方程具有类似同步机的摇摆方程特性。本文针对单台换流器接入无穷大电网系统的场景,开展大信号稳定性分析,得到了参数平面上区分欠阻尼与充分阻尼区域的稳定边界。同时,为完整性,文中也给出了小信号稳定性分析的边界结果。所有结论均通过电磁暂态(EMT)模型的时域仿真得到验证。

English Abstract

The Synchronous Reference Frame Phase-Locked Loop is a central component of grid-following Voltage Source Converters. Previous research has shown that the differential equation introduced by this loop is a swing equation, similar to that of the synchronous machine. This paper analyzes the large-signal stability of a single converter connected to an infinite-bus system. The outcome is a boundary in the plane of the parameters separating a region of insufficient damping and a region of sufficient damping. Moreover, the boundaries of stability from the small-signal analysis are also included for completeness. The findings are validated via time-domain simulation in EMT models.
S

SunView 深度解读

该SRF-PLL大信号稳定性分析技术对阳光电源跟网型产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFL控制模式,研究提出的参数平面稳定边界设计方法可直接用于优化锁相环参数整定,避免弱电网下的振荡失稳。类似同步机摇摆方程的分析框架为PowerTitan大型储能系统在电网扰动时的暂态稳定性评估提供理论依据。建议将欠阻尼/充分阻尼边界判据集成到iSolarCloud平台的参数自适应算法中,实现不同电网强度下的锁相环参数在线优化,提升弱电网适应性。该方法也可应用于充电桩并网控制器设计,增强电能质量差环境下的同步稳定性。