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同步电机接口新能源发电拓扑及运行控制策略
Topology and Operation Control Strategy of Renewable Energy Generation with Synchronous Machine Interface
| 作者 | 刘纯张明远汪海蛟何国庆孙艳霞曲平张兴赵牧驰 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年10月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 10 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 | 新能源发电 同步电机接口 暂态支撑能力 控制策略 仿真验证 |
版本:
当前风力与光伏发电主要依赖电力电子变流器并网，受限于器件过流能力，电网故障时暂态支撑能力较弱。为此，本文研究一种基于同步电机接口的新型新能源发电拓扑，分析其起动、并网、稳态与故障暂态控制机理，提出相应的稳态功率传输与暂态支撑控制策略。通过拓扑结构与控制策略的协同优化，系统在稳态下具备优良的功率调节、无功支撑与构网能力，在故障期间展现出优于传统变流器接口的暂态支撑性能。仿真结果验证了所提拓扑与控制策略在多种工况下的有效性与优越性。
目前主流的风、光发电均以电力电子变流器为并网接口,受电力电子器件过流能力限制,电网故障期间暂态支撑能力有限.为提高新能源发电的暂态支撑能力,该文针对一种同步电机接口新能源发电新型拓扑,分析起动、并网、稳态控制、故障期间暂态控制的运行机理,提出同步电机接口新能源发电稳态功率传输控制策略和暂态支撑控制策略.通过拓扑结构和控制策略的双重改进,使新能源发电在稳态运行时具有良好的功率传输效果、无功支撑能力和构网特性,在电网故障时具有高于传统电力电子变流器并网接口新能源发电的暂态支撑能力.多种工况下的仿真结果验证同步电机接口新能源发电拓扑及控制策略的有效性和优越性.
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SunView 深度解读
该同步电机接口拓扑为阳光电源构网型产品提供了差异化技术路径。相比现有ST储能变流器和SG光伏逆变器采用的纯电力电子构网方案，同步机接口可显著提升故障暂态支撑能力，突破SiC/GaN器件过流限制。该技术可应用于：1）PowerTitan大型储能系统，增强电网黑启动能力；2）海上风电等恶劣工况场景，提升故障穿越性能；3）与现有VSG控制算法融合，形成机电混合构网方案。建议评估同步调相机+变流器混合拓扑的成本效益，探索在弱电网地区储能项目中的工程化应用，强化阳光电源在构网型技术领域的竞争优势。