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直流汇集型风电系统阻抗建模与小干扰稳定性分析
Impedance Modeling and Small-Signal Stability Analysis of DC-Collection Wind Power Systems
李小龙 · 樊艳芳 · 侯俊杰 · 卢俊龙 等5人 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
相较于交流汇集方式，直流汇集通过高变比大容量直流变换器对直流输出型风电机组进行升压汇流，可降低损耗并利于远距离直流输电。针对系统中电力电子设备密集带来的振荡风险，本文建立了输入并联输出串联Boost全桥隔离变换器的二端口阻抗模型，进而构建串并联汇集结构下风电场送出端口阻抗模型，并采用多谐波线性化法建立模块化多电平换流器（MMC）直流侧输入阻抗模型。基于小信号频域特性开展小干扰稳定性分析，并通过MATLAB/Simulink时域仿真验证了所提模型及稳定性结论的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的大功率DC-DC变换器和MMC产品线具有重要参考价值。文中提出的输入并联输出串联Boost全桥隔离变换器的建模方法,可应用于ST系列储能变流器的DC-DC级设计和PowerTitan储能系统的功率模块优化。阻抗建模和小干扰稳定性分析方法对提升SG系列光伏逆变器的系统稳定性具有指导意...
基于特征子系统的跟网/构网设备混合外送系统小干扰稳定性分析
Small-Signal Stability Analysis of Grid-Following/Grid-Forming Equipment Hybrid Transmission Systems Based on Characteristic Subsystems
唐宇 · 胡光 · 刘永江 · 付强 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
新能源外送系统呈现跟网与构网设备混合并网趋势，其高阶动态及异构设备集群与网络间的复杂交互给小干扰稳定分析带来挑战。本文提出一种基于特征子系统的分析方法，通过模式等效将高维系统降阶为两机互联特征子系统，保留关键动态交互，实现高效准确的小干扰稳定性分析。构建全阶模型，结合矩阵块对角化与节点分裂技术，解决设备数量不平衡问题，并通过时域仿真验证了方法的有效性与结论的正确性。
解读: 该混合外送系统小干扰稳定性分析技术对阳光电源PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器的集群并网具有重要应用价值。研究提出的特征子系统降阶方法可直接应用于ST储能变流器的GFM/GFL混合控制策略优化，解决大规模新能源基地中构网型储能与跟网型光伏混合并网的稳定性评估难题。该方法能高效分析异构设...
含构网型与跟网型逆变器的多变流器系统小干扰稳定性分析方法
Small-Signal Stability Analysis Method for Multi-Converter Systems with Grid-Forming and Grid-Following Inverters
刘欣邓昊贾焦心王利桐孙海峰 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
高比例新能源通过电力电子变换器并网易引发系统失稳，多变流器系统的小干扰稳定性分析备受关注。本文将构网型与跟网型逆变器统一建模为诺顿等效电路，推导适用于任意网络结构且计及序阻抗频率耦合效应的小干扰稳定性判据。提出系统稳定性分析步骤，便于评估各变流器对稳定性的贡献；通过分析虚拟同步发电机输出序导纳矩阵行列式的Nyquist曲线在50 Hz处的补线原则，准确判定其右半平面极点数。算例结合时域仿真、硬件在环实验与理论分析对比，验证了所提方法的准确性。
解读: 该多变流器小干扰稳定性分析方法对阳光电源具有重要工程价值。在PowerTitan大型储能系统中，多台ST系列储能变流器并联运行时，该统一建模方法可准确评估GFM与GFL混合组网的稳定裕度，优化控制参数配置。针对VSG控制的构网型逆变器，文中提出的序导纳Nyquist判据可精确判定右半平面极点，直接应...
多变流器并网系统的SISO dq阻抗稳定性判据及闭环极点灵敏度分析
SISO dq Impedance Stability Criterion and Closed-loop Pole Sensitivity Analysis for Multi-converter Grid-connected Systems
刘欣吴柳颖贾焦心王利桐邓昊 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
随着新能源渗透率提升，传统电力系统正向以电力电子装备为主的新型系统转型，多变流器并网系统的小干扰稳定性问题日益突出。针对状态空间法与传统阻抗法在分析此类系统时存在的复杂度高、难以评估闭环极点对各变流器灵敏度的问题，本文提出一种单输入单输出（SISO）dq阻抗稳定性判据，可将多输入多输出（MIMO）系统解耦为多个SISO系统，简化奈奎斯特分析并避免高维特征值求解，同时从物理机制上揭示振荡失稳机理。基于该判据，进一步提出闭环极点关于各变流器阻抗/导纳的灵敏度分析方法，用于识别主导振荡模态的变流器。M...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏电站产品具有重要应用价值。所提出的SISO dq阻抗稳定性判据可有效应用于PowerTitan储能系统和SG系列集中式逆变器的并网稳定性分析,简化了多机并网系统的稳定性评估流程。通过闭环极点灵敏度分析方法,可准确识别导致系统振荡的关键设备,对iSolarCloud平台...
含跟网/构网型混联多馈入系统协调优化配置方法
Coordinated Optimal Configuration Method for Hybrid Multi-Infeed Systems with Grid-Following and Grid-Forming Converters
余光正 · 胡越 · 刘晨曦 · 汤波 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45
随着同步机组被电力电子设备替代，电力系统逐渐由‘物理同步’转向‘控制同步’，变流器控制引发的稳定性问题日益突出。研究表明，构网型设备可抑制弱电网下跟网型设备引起的次同步振荡，但在强电网中易诱发低频振荡。当前系统处于向‘双高’过渡阶段，不同电网强度下混联多馈入系统中两类变流器的电压支撑能力量化及多频段协调配置方法尚不明确。本文通过模态分析揭示不同电网强度下主导振荡模态的分布特性，建立协调配置原则；基于模态解耦等效分析，阐明阻尼比与支撑能力指标的关系，提出提升小干扰稳定性的协调优化配置方法，并通过仿...
解读: 该混联多馈入系统协调配置技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究揭示的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统，通过模态分析量化不同电网强度下的电压支撑能力，优化构网型与跟网型设备配比：在弱电网场景下增强GFM控制抑制次同步振荡，在强电网中合...
弱电网下跟/构网型变流器并联系统的阻抗频率耦合及稳定性分析
Impedance Frequency Coupling and Stability Analysis of Grid-Following/Gird-Forming Converter Parallel Systems in Weak Grids
盛李龙 · 许津铭 · 李威 · 康嘉华 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
在含跟网型光伏与构网型储能的异构系统中，现有阻抗分析方法未充分考虑变流器间及电网阻抗的频率耦合效应，导致弱电网下稳定性评估不准确。本文以两机异构系统为例，分析系统内部耦合对输出阻抗的影响，发现电网阻抗及另一变流器阻抗会对跟网型变流器中低频段输出阻抗产生附加影响，而构网型变流器基本不受影响。据此提出将构网型变流器与电网合并为等效电网的阻抗模型，提升了小干扰稳定性分析精度。硬件在环实验验证了所提模型在弱电网下可准确判断系统稳定性。
解读: 该阻抗频率耦合分析技术对阳光电源光储混合系统具有重要应用价值。研究揭示的跟网型光伏（SG系列逆变器）与构网型储能（ST系列变流器）并联时的阻抗耦合机制，可直接应用于PowerTitan等大型光储电站的稳定性设计。所提出的等效电网模型能精准评估弱电网下SG光伏逆变器中低频段振荡风险，优化其锁相环与电流...