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变短路比下GFM与GFL逆变器混合系统的功率振荡分析及双互阻尼控制
Power Oscillation Analysis and Dual Mutual Damping Control for Hybrid System with GFM and GFL Inverters Under Varying Short Circuit Ratio
Xiaoke Liu · Yandong Chen · Zili Wang · Cong Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
具备构网型（GFM）和跟网型（GFL）逆变器的混合并网系统中的有功功率振荡会威胁其安全运行。本文考虑了GFM和GFL逆变器之间的耦合，建立了该异构系统的小信号模型。基于该模型，定性和定量地揭示了在不同短路比（SCR）下控制参数对功率振荡的影响机制。特别地，与其他参数相比，GFM逆变器的阻尼起主导作用。因此，将包含角频率和有功功率互阻尼的双互阻尼控制（DMDC）集成到GFM逆变器中以增强系统阻尼。文中还给出了其稳定性分析和关键参数设计。最后，实验结果验证了DMDC的有效性，表明在强电网和弱电网条件...
解读: 该双互阻尼控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。在弱电网场景下，阳光电源储能系统常采用GFM构网模式支撑电网，而光伏SG系列逆变器多为GFL跟网模式，两者混合并网时易产生低频功率振荡。该研究揭示的GFM-GFL动态交互机理可指导阳光电源优化混合系统控...
单逆变器双并联永磁同步电机驱动系统中主动阻尼控制的增益设计方法
Gain Design Method for Active Damping Control in Mono-Inverter Dual Parallel Permanent Magnet Synchronous Motors Drive Systems
Hyung-Woo Lee · Gi-Jung Nam · Kyo-Beum Lee · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
本文提出了一种单逆变器双并联永磁同步电机驱动系统中主动阻尼控制器的增益优化方法。在该系统中，两台电机并联连接到单个逆变器，其中一台电机作为主电机采用矢量控制运行，另一台作为从电机以开环配置运行。两台电机之间的固有耦合会在负载转矩存在差异或转子位置出现偏差时，导致从电机产生转矩振荡，从而使系统不稳定。为此，本文提出了一种主动阻尼控制器来抑制转矩振荡，稳定从电机的运行。然而，该控制器的增益需要通过实验进行调整，这增加了该方法实施的复杂性。本文基于稳定性分析和最小二乘法，提出了一种系统的控制器增益设计...
解读: 该主动阻尼增益优化技术对阳光电源新能源汽车驱动产品线具有直接应用价值。单逆变器双电机并联架构常见于电动汽车双电机驱动系统，文中提出的小信号建模与频域增益设计方法可有效解决电流不平衡与谐振问题，可应用于阳光电源电机控制器产品的稳定性优化。该技术对ST储能变流器的多模块并联控制也有借鉴意义，通过优化阻尼...
全功率变速抽蓄机组调速系统稳定性分析及参数优化
Stability Analysis and Parameter Optimization of Governor System for Full-Variable-Speed Pumped Storage Units
栾一航 · 孙建军 · 庄凯勋 · 张远志 等6人 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
在功率优先控制下，全功率变速抽蓄机组因调速器与变流器响应速度差异，存在转速反调、振荡甚至失稳风险。本文建立机组线性化模型，提取影响转速稳定性的关键因素，推导以调速器参数为变量的转速稳定域解析表达式，显著降低计算量且保证精度。基于该判据，分析工作水头对稳定域的影响及调速器参数对转速特性的作用，提出调速器参数在线优化方法。仿真验证表明，该方法可有效抑制出力调节过程中的转速振荡。
解读: 该全功率变速抽蓄调速系统稳定性分析技术对阳光电源储能变流器产品具有重要借鉴价值。抽蓄机组调速器与变流器响应速度差异导致的转速振荡问题，与阳光电源ST系列储能变流器在构网型GFM控制模式下，功率环与电压/频率控制环响应速度不匹配引发的振荡问题本质相似。文中提出的线性化建模方法、稳定域解析表达式推导及参...
跟网型和构网型变流器混合系统稳定性分析方法
Stability Analysis Method for Grid-Following and Grid-Forming Converter Hybrid Systems
王冠淇裴玮熊佳旺李毅丰 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45
为提升以跟网型变流器（GFL）为主的新能源系统对电压频率的支撑能力，当前研究趋势是引入构网型变流器（GFM），构建GFL-GFM混合系统。由于两类变流器控制特性差异显著且存在耦合效应，系统稳定性分析更为复杂。现有研究多集中于单一类型变流器，缺乏对混合系统稳定性的定量分析。本文推导了混合系统稳定的关键条件，定义“混合系统支撑量”与“改进短路比”以表征系统稳定性及强度，分析变流器参数与容量配比的影响，并获得临界容量占比。仿真与实验验证了理论分析的正确性。
解读: 该混合系统稳定性分析方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可指导GFM构网型储能变流器与GFL跟网型光伏逆变器的容量配比设计，通过'改进短路比'量化评估系统强度，优化控制参数以避免耦合振荡。该方法可直接应用于iSolar...
面向小信号稳定性分析的跟网型与构网型变换器并存电力系统降阶多子系统模型
Reduced-Order Multi-Subsystems of Power Systems with Grid-Following and Grid-Forming Converters for Small-Signal Stability Analysis
作者未知 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
基于电力电子变换器（PECs）的可再生能源的持续接入引发了未知的稳定性问题。目前针对包含跟网型（GFL）和构网型（GFM）电力电子变换器的系统小信号稳定性的常用分析主要是在两机系统上进行的，而将其应用于大规模电力系统仍存在不足。因此，本文针对集成了采用GFL和GFM控制策略的异构电力电子变换器的电力系统，引入了稳定等效多子系统（SEMSs）的概念。稳定等效多子系统可将复杂系统解耦为多个具有明确物理意义的小信号稳定等效两机子系统。这些子系统保留了GFL和GFM电力电子变换器之间以及电力电子变换器与...
解读: 该降阶多子系统建模方法对阳光电源混合型新能源系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统与SG光伏逆变器并网场景中，ST储能变流器多采用构网型GFM控制提供电网支撑，而SG逆变器采用跟网型GFL控制实现最大功率跟踪，两类控制器的动态交互直接影响系统稳定性。该降阶建模技术可显著降低大规模光储电...
面向高比例逆变器电力系统的耦合全阶动态整体小信号稳定性分析
Holistic Small-Signal Stability Analysis for Large-Scale Inverter-Intensive Power Systems With Coupled and Full-Order Dynamics From Control Systems and Power Networks
Lizhi Ding · Yuzhu Ouyang · Xiaonan Lu · Junjie Qin 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
基于逆变器的电源（IBR）在现有电力系统中的渗透率不断提高，这为增强可持续性带来了巨大益处，但同时也在惯性不足、潜在不稳定以及复杂的网络动态等方面带来了不可避免的挑战。然而，电网跟随型（GFL）和电网形成型（GFM）IBR 与其他组件（即同步发电机 [SG]、负载和网络等）之间的相互作用所引入的额外耦合尚未得到清晰的探究。目前仍缺乏一个涵盖控制系统和电网的全面、可扩展且定量的稳定性分析框架。为填补这一技术空白，本文建立了一个包含旋转发电单元和 IBR 的整个系统的整体小信号模型。提出了一个扩展的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于大规模逆变器密集型电力系统小信号稳定性的全局分析技术具有重要战略价值。随着公司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的渗透率持续提升，该研究所关注的跟网型（GFL）和构网型（GFM）逆变器之间的耦合交互问题，正是阳光电源在高比例新能源接入场景下亟需解决的核心技术挑战。 ...