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基于协同控制优化风电-柔直并网惯性响应策略研究
Optimization of Inertial Response Strategy for Wind Power-VSC-HVDC Grid-Connected Systems Based on Cooperative Control
谭珺敉 · 彭晓涛 · 李旭涛 · 陈紫薇 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
为优化风电经柔性直流输电接入受端电网的惯性响应特性，提出一种无需通信的协调惯量支撑关键参数设计方法。建立风机变比例调速与柔直网侧换流站附加下垂控制的传递函数模型，揭示下垂与调速系数对系统惯性响应的调节机制。基于协同控制理论，构造频率、直流电压偏差及虚拟惯量宏变量，设计自适应调节下垂与调速系数的控制律，实现电容储能与风机转子动能协同提供惯量支撑。Matlab/Simulink仿真验证表明，该策略可有效提升系统惯性响应性能，改善直流电压与转速恢复动态过程。
解读: 该风电-柔直协同惯性响应技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究提出的无通信协调惯量支撑方法可直接应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化：通过自适应调节下垂系数，实现储能电容与风机转子动能协同提供惯量支撑，提升电网频率响应性能。该协同控制理论可启发阳光电源在...
使用分数阶调节器的构网型电压源换流器主动阻尼
Active Damping of Grid-Forming Voltage-Source Converter Using Fractional-Order Regulators
Yun Yu · Yajuan Guan · Wenfa Kang · Jingxuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
为了在未来能源系统中可靠地整合基于电力电子技术的发电设备，电网形成（GFM）变流器已被广泛视为一种潜在的解决方案。然而，当作为通过有功功率调节实现同步的电压源运行时，GFM变流器的阻尼不足，特别是在引入虚拟惯量以提供频率支撑时。为解决这一问题，本文采用分数阶调节器开发了有源阻尼控制方案。与现有的可能显著改变用惯性常数量化的惯性响应的控制方法不同，所提出的控制方案旨在为功率设定点跟踪和外部干扰引入足够的阻尼，同时保持GFM变流器的惯性响应与惯性常数之间原有的明确关系。在此背景下，可同时实现由某些电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于分数阶调节器的构网型变流器主动阻尼技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率持续提升，构网型（GFM）控制已成为光伏逆变器和储能变流器技术演进的关键方向，这与我司在高比例新能源并网场景下的产品布局高度契合。 该技术的核心价值在于解决了构网型变流器在提供惯量支撑时阻尼...
模块化多电平矩阵变换器与低频海上风电场协调惯性响应控制策略
Coordinated Inertial Response Control Strategy for Modular Multilevel Matrix Converter and Low Frequency Offshore Wind Farm
Yibo Li · Qiuwei Wu · Yafeng Jiang · Jian Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
模块化多电平矩阵变换器（M³C）是低频输电技术的核心组件，该技术可使海上风电系统与陆上交流（AC）系统解耦。这使得海上风电场（OWF）无法直接响应陆上系统的频率变化。因此，本文利用M³C的子模块电容电压（SM - CV）来传递电网频率变化信息，并提出一种M³C与OWF协同向陆上交流系统提供惯性响应的控制策略。建立了M³C的SM - CV与电网频率之间的关系，赋予了M³C惯性响应能力。利用M³C的SM - CV变化获取所需的低频变化信息，然后利用信号通道将低频频率变化信息传递给OWF。对OWF采用...
解读: 该研究的M3C虚拟惯性控制策略对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。首先，虚拟惯性控制技术可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统，提升其电网支撑能力。其次，协调控制思路可用于优化阳光电源风电变流器的VSG控制算法，特别是在大型海上风电项目中。此外，频率解耦与惯性响应的创新方...