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控制与算法 构网型GFM ★ 5.0

基于自适应虚拟阻抗的构网型新能源电源不对称故障穿越控制

Asymmetric Fault Ride-Through Control of Grid-Forming Renewable Energy Sources Based on Adaptive Virtual Impedance

作者 贾科刘芸毕天姝张旸
期刊 中国电机工程学报
出版日期 2025年8月
卷/期 第 45 卷 第 8 期
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 构网型新能源机组 不对称故障 自适应虚拟阻抗 限流穿越控制 电网支撑能力
版本:
电网发生不对称故障时,现有控制策略难以有效限制构网型新能源机组在故障及恢复过程中的暂态过电流,影响其对电网的支撑能力。为此,提出一种基于电压曲线的自适应虚拟阻抗限流穿越控制策略。该方法根据电压跌落程度生成序分量虚拟阻抗,并结合变流器电流耐受能力确定正负序自适应阻抗系数,在维持构网型控制电压源特性的前提下,将暂态电流限制在器件安全范围内。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提策略在不对称故障下的有效性与正确性。
电网发生不对称故障时,现有的故障限流控制策略难以限制构网型(grid-forming,GFM)新能源机组故障及恢复阶段的暂态过流,无法在大扰动下支撑电网.针对该问题,提出基于电压曲线的构网型自适应虚拟阻抗限流穿越控(fault ride-through,FRT)策略.该策略基于电压跌落曲线生成序分量虚拟阻抗值,由变流设备耐受电流范围确定正负序自适应虚拟阻抗系数,在保证故障期间构网型控制的电压源特性的同时,实现故障及恢复阶段的暂态电流限制在功率器件的允许范围内,进而提高故障期间新能源对于电网的支撑能力.基于PSCAD/EMTDC仿真证明所提不对称故障穿越方法的有效性和正确性.
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SunView 深度解读

该自适应虚拟阻抗故障穿越技术对阳光电源构网型产品具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的GFM控制策略,解决电网不对称故障时暂态过电流威胁功率器件安全的核心问题。通过电压跌落程度自适应调节正负序虚拟阻抗,既保持构网型控制的电压源特性和电网支撑能力,又将故障电流限制在SiC/IGBT模块安全范围内,提升故障穿越可靠性。该技术对阳光电源在弱电网和高比例新能源场景下的储能系统竞争力提升具有显著价值,可增强产品在严苛电网环境下的适应性,符合新型电力系统对构网型设备的技术要求。