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计及集群构网差异性的并网系统振荡机理
Oscillation Mechanism of Grid-Connected Systems Considering Clustered Grid-Forming Differences
| 作者 | 王祺 · 郭杰帅 · 代林旺 · 王瑞明 · 张泽轲 · 郭一甫 |
| 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 虚拟同步机VSG |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 虚拟同步发电机控制 功率振荡 阻尼差 全局补偿策略 系统稳定性 |
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虚拟同步发电机控制作为典型的构网型技术，在提供惯量与阻尼支撑的同时易引发功率振荡。针对分布式集群并联系统中因机组阻尼差异导致的有功振荡问题，本文分析了并联机组间阻尼差对系统稳定性的影响机制，揭示其致稳规律。提出一种暂稳态阻尼差全局补偿策略，协同抑制暂态振荡并校正稳态误差。建立状态空间小信号模型，结合根轨迹法分析补偿分量对稳定性的影响，给出参数整定方法。仿真结果验证了该策略对抑制阻尼差异引发的功率振荡的有效性。
虚拟同步发电机控制作为典型的构网技术,在为电网提供惯量和阻尼支撑的同时,也不可避免地带来功率振荡问题.在考虑分布式和差异性的集群并联系统中,有功功率的振荡机理尤为复杂.针对集群并网的机组阻尼差异性引起的功率振荡问题,该文详细分析并联机组间阻尼差的存在对系统稳定性的影响,厘清了阻尼差对并网系统的致稳规律.基于此,提出一种暂稳态阻尼差全局补偿策略,对并联系统的暂稳态阻尼差进行平抑补偿,在改善系统暂态特性的同时,校正系统的稳态输出误差.接着,基于所提控制策略建立状态空间小信号模型,研究引入的暂态功率补偿分量、稳态功率校正分量对并联系统稳定性的影响,结合根轨迹对相应的参数进行整定并提出相应的选取方法.最后,仿真验证所提策略改善由集群机组阻尼差引起的功率振荡问题的有效性.
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SunView 深度解读
该研究针对VSG控制的功率振荡问题，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。在分布式储能集群并网场景中，多台储能变流器因参数差异导致的阻尼不一致易引发系统振荡，影响电网稳定性。文中提出的暂稳态阻尼差全局补偿策略可直接集成到阳光电源构网型GFM控制算法中，通过协同补偿机制抑制集群内机组间的功率振荡，同时校正稳态误差。该技术对提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网环境下的并网稳定性、优化多机并联控制策略具有重要参考价值，可增强阳光电源储能产品在新型电力系统中的构网支撑能力和市场竞争力。