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考虑电流限制、惯性和阻尼效应的构网型变流器暂态稳定性综合评估
Comprehensive Assessment of Transient Stability for Grid-forming Converters Considering Current Limitations, Inertia and Damping Effects
Jinlei Chen1Qingyuan Gong1Yawen Zhang1Muhammad Fawad1Sheng Wang2Chuanyue Li1Jun Liang1 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
本文定量评估了考虑电流限制、惯性和阻尼效应的构网型变流器暂态稳定性。首先，分析了电压跌落下受电流限制的变流器暂态稳定性，当跌落超过临界阈值时，系统出现失稳，其严重程度受摇摆方程中惯性和阻尼系数影响。其次，基于相平面模型方法，系统评估了惯性和阻尼对临界清除时间（CCT）与临界清除角（CCA）的影响，并利用相轨迹数据构建人工神经网络（ANN）模型实现CCT与CCA的精确预测。相比基于等面积准则的保守评估，该方法可延长故障下的实际运行时间，充分挖掘系统的低电压穿越（LVRT）与故障穿越（FRT）能力。...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制具有重要应用价值。文章提出的基于相平面和ANN的暂态稳定评估方法，可精确预测电流限制下的CCT/CCA，相比传统等面积准则更准确，能有效提升产品LVRT/FRT能力。该方法可直接应用于ST系列的虚拟同步机控制参数优化，通...
基于双环几何控制的定子磁链调控方法用于提升DFIG风电系统低电压穿越性能
Dual-Loop Geometric Control of Stator Flux for Improved LVRT Response in DFIG-Based Wind Turbine Systems
Jacqueline Dubreuil · Ignacio Galiano Zurbriggen · Jeff Pieper · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电系统对电网扰动敏感，影响电力系统稳定性。电网故障时，定子磁链暂态过程易引发转子过电压，导致变流器饱和甚至损坏。本文提出一种新颖的双环状态平面控制架构，通过外环几何控制器在解耦状态空间中实现快速可控的暂态响应，并兼顾多种参考轨迹设计。该控制策略在无需附加硬件、切换电路或故障检测机制的前提下，统一处理稳态与暂态工况。基于性能指标的调参方法优化了不同电压跌落程度下的动态响应，仿真验证了所提方法在各类故障下均能实现快速恢复，极端故障下功率参考跟踪时间小于一个工频周...
解读: 该双环几何控制技术对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要参考价值。特别是ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网或故障工况下的并网控制可借鉴其快速磁链调控思路。通过在状态空间实现解耦控制,可优化产品的电网故障穿越性能,提升系统稳定性。该方法无需增加硬件成本,可通过控制算法升级实现产品...
基于遗传算法优化风电场低电压穿越曲线的研究
Optimizing Low-Voltage Ride-Through (LVRT) Curves for Wind Farms Using Genetic Algorithms: A Case Study of Taiwan Power System
Shiueder Lu · Chingsheng Chiu · Menghui Wang · Hwadong Liu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
近年来，风力发电装机容量持续扩大，这就要求电力公司制定特定的低电压穿越（LVRT）曲线，以应对风电场引发的意外停电问题。截至目前，文献中缺乏关于LVRT曲线制定的相关报道，且国营的台湾电力公司（台电）也没有既定的指南来修订目前使用的LVRT曲线。本研究旨在根据台电预测的2025年电力负荷规划来制定LVRT曲线。研究使用配备GEWT 4.0兆瓦风力发电机模块的电力系统工程模拟器（PSSE）进行了仿真。定义了一个目标函数，在确保稳定性的同时将风力发电机的制造成本降至最低，并将临界清除时间（CCT）等...
解读: 该LVRT优化技术对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。基于遗传算法的曲线优化方法可直接应用于SG系列风电变流器的控制策略设计，通过动态调整电压-时间响应曲线，提升故障穿越能力。对于PowerTitan储能系统，该技术可优化其电网支撑功能，在电压跌落时提供快速无功支撑，增强系统暂态稳定性。...
一种具有低电压穿越能力和改进动态性能的III型风能转换系统新型智能功率控制技术
A Novel Intelligent Power Control Technique for a Type-3 Wind Energy Conversion System With LVRT Capability and Improved Dynamic Performance
Md. Shamsul Arifin · Mohammad Nasir Uddin · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文提出了一种基于新型神经模糊（NF）的智能功率控制（IPC）技术，用于 3 型风能转换系统（WECS），该技术可通过管理风能转换系统的电网侧扰动来实现低电压穿越（LVRT）能力。所提出的 IPC 技术将定子有功功率和无功功率的指令值与实际值之间的误差作为输入，并通过两个 NF 网络处理这些输入，以生成转子侧变流器（RSC）开关的 d - q 轴开关信号。此外，还开发了一种混合训练方法来训练 NF 系统参数。在不同的电网扰动和风速变化条件下，通过仿真测试了所提出控制技术的性能。此外，还在不同运行...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的神经模糊智能功率控制技术虽然针对三型风电变流系统，但其核心控制思想与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的技术路线高度契合，具有重要的借鉴价值。 该技术的核心亮点在于通过神经模糊网络实现对有功和无功功率的智能协调控制，特别是其低电压穿越（LVRT）能力的实现方式值...
增强短路电流能力的新功率模块对构网型风力发电机组低电压穿越性能带来的潜力与挑战
Potential and Challenges in LVRT for Grid-Forming Wind Turbines Brought by the Emergence of New Power Modules With Enhanced Short-Circuit Current
Siying Xu · Han Wang · Dangsheng Zhou · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
提高变流器的短路电流能力可直接提升基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组（WTS）的低电压穿越（LVRT）性能。此前，这一方法受限于功率半导体模块和成本。材料和调制策略的最新进展极大地提升了它们的短期过流能力（在 3 秒内可达 3.0 标幺值），而风力发电机组的总成本仅增加约 3.3%。这一进展使得有必要评估其在基于电网支撑型风力发电机组的低电压穿越实际应用中的潜力和挑战。首先，提出了基于双馈感应发电机的风力发电机组在对称电网故障下的电网支撑型控制策略，并建立了暂态模型。其次，从可控区域、...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于新型功率模块增强短路电流能力的研究对我们在风电变流器和电网支撑技术领域具有重要参考价值。虽然研究聚焦于双馈风电系统，但其核心技术理念与我们的光伏逆变器、储能变流器产品在构网型控制和低电压穿越能力提升方面存在显著的技术共性。 该研究最具价值的突破在于，通过新型功率半...
考虑电流限制与非线性阻尼的构网型变流器暂态同步稳定性及增强型低电压穿越方案
Transient Synchronization Stability and Enhanced-LVRT Scheme for Grid-Forming Converters Considering Current Limitation and Nonlinear Damping Simultaneously
Huiqiang Sun · Xinchun Lin · Juntian Wei · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
由于过流能力脆弱，有必要将电流限制嵌入到构网型（GFM）变流器的控制系统中。在这方面，GFM 变流器在低电压穿越（LVRT）期间会经历暂态模式切换，这会重塑功角特性。以往的研究已证明，引入电流限制对暂态同步稳定性构成挑战。然而，不利的非线性阻尼的影响以及电流参考向量与坐标轴不重合的电流限制模式通常被忽略。本文揭示了在严重电网故障下，无论是采用 d 轴优先还是 q 轴优先的电流限制算法，在进入和退出电流饱和的过程中都会出现两种电流限制模式，并明确了 LVRT 各故障阶段的模式。此外，通过考虑电流限...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文聚焦的构网型（GFM）变流器暂态同步稳定性问题，直接关系到我司大功率光伏逆变器和储能变流器在复杂电网环境下的可靠运行。随着新能源渗透率持续提升，电网对变流器的构网能力和低电压穿越（LVRT）性能提出了更严苛要求，该研究具有重要的工程应用价值。 论文的核心贡献在于揭示...
并网与离网模式下多微电网的有功和无功多目标控制
Active and Reactive Power Multi-Objective Control of Multi-Microgrid in On- and Off-Grid Modes
Hossien Faraji · Gevork B. Gharehpetian · Amir Khorsandi · Seyed Hossein Hosseinian 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
本文建模多微电网MMG系统，包含三个微电网，每个MG有三个纳米电网和一个中央储能单元，通过d-q坐标系控制策略在并网和离网模式下实现多目标。并网时，三个MG向电网注入有功功率并供应内部负载。MG1注入无功缓解电压凹陷，MG2吸收无功应对电压突升，MG3通过提升低电压穿越能力恢复单相接地故障电压。离网时，MG2作为关键微电网在所有工况下保持供电。若MG2中央储能断开，MG1和MG3的储能提供支撑，提升直流母线韧性。仿真结果显示，并网时三个MG分别注入15kW、20kW、20kW有功功率，电压凹陷时...
解读: 该多微电网控制技术与阳光电源微电网解决方案高度契合。阳光PowerStack微电网系统支持并离网无缝切换和多目标协调控制。该研究的有功无功解耦控制和低电压穿越技术可集成到阳光ST储能变流器的GFM控制算法。阳光微电网方案在工商业园区和海岛场景下，通过多台储能变流器协同实现电压支撑和频率调节。该技术可...
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