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限幅状态下并网变流器的同步稳定问题
Synchronization Stability of Grid-Connected Converters Under Clamping Conditions
吴天昊 · 谢小荣 · 贺静波 · 姜齐荣 · 中国电机工程学报 · 2025年17月 · Vol.45
高比例电力电子变流器并网引发的同步稳定问题备受关注。现有研究多聚焦于锁相环非线性的影响，而对控制环节中限幅、饱和等非线性作用认识不足。本文研究硬限幅与圆限幅两类典型非线性对变流器大扰动下同步稳定性的影响，分析非线性类型、位置及作用信号变化导致的系统同步方程同构与异构特性；结合摄动平均法，求解系统振荡模式与大干扰稳定边界，定量揭示运行工况、控制参数及限幅参数对同步稳定性的关键影响。
解读: 该研究对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的并网稳定性优化具有重要参考价值。限幅非线性问题在大功率并网设备中普遍存在,尤其在电网扰动工况下影响显著。研究成果可直接应用于优化阳光电源GFL控制器的限幅策略设计,提升SG3125HV等大功率逆变器的并网稳定裕度。对于储能变流器的黑启动和构网...
并网换流器控制参数安全域构建方法及控制交互作用分析
Construction Method of Control Parameter Security Region for Grid-Connected Converters and Analysis of Control Interactions
王瑾媛 · 刘崇茹 · 苏晨博 · 吴文传 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
弱电网下，锁相环与直流电压控制环的交互作用可能引发振荡。为此，提出一种控制参数安全域边界确定方法，通过分析控制带宽的相对制约关系，定量揭示各参数对控制环节间及控制器与电网间交互作用的影响。基于控制器带宽重叠区域动态特性相似性，建立包含电网强度与控制环节的直流电压外环闭环传递函数模型，并结合Nyquist稳定判据与稳定裕度求解控制带宽比安全域边界。所得结果可指导PLL与直流电压控制带宽设计，并映射为参数安全域，直观反映参数差异对稳定性的影响，指明调节方向。PSCAD/EMTDC仿真验证了方法的有效...
解读: 该研究对阳光电源的弱电网并网产品具有重要指导意义。通过控制参数安全域构建方法，可优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的PLL与直流电压控制设计，提升弱电网适应性。研究成果可直接应用于：1)大型光伏电站中SG250HX等机型的并网控制参数优化；2)储能电站中PowerTitan等产品的电网适应性...
基于逆变器资源的动态聚合小信号阻抗模型
Dynamically Aggregated Small-Signal Impedance Model of Inverter-Based Resources
Akshita Sharma · Pankaj D. Achlerkar · Bijaya Ketan Panigrahi · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
大量可再生能源通过拥有众多基于逆变器的资源（IBR）的大型发电厂接入电力系统。为减轻大型网络仿真的负担，需要采用聚合模型来有效模拟电磁时域（EMT）仿真中的大信号行为以及用于分析研究的小信号行为。本文针对考虑 IBR 在硬件、控制参数、控制结构及其不同位置等实际异质性的可再生能源发电厂，开发了一种逐步通用的小信号动态等值方法。与许多现有聚合方法不同，该方法还考虑了无源元件和 IBR 设定点（有源元件）的影响。通过在 MATLAB/Simulink 中对各种运行场景进行 EMT 仿真，验证了所得到...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于逆变器资源动态聚合小信号阻抗模型的研究具有重要的工程应用价值。随着我们在全球范围内交付的大型光伏电站和储能电站规模不断扩大，单个项目往往包含数百甚至上千台逆变器，这给电磁暂态仿真和系统稳定性分析带来了巨大的计算负担。 该论文提出的分步聚合方法论直接契合阳光电源当前...
分析PMSG控制参数与运行工况及电网强度的耦合关系：一种针对次同步振荡的视角
Analyzing the Coupling of PMSG Control Parameters With Operation Conditions and Grid Strength: A Perspective on Subsynchronous Oscillations
Gangui Yan · Cheng Yang · Yupeng Wang · Dejian Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
并网永磁同步发电机（PMSG）中的次同步振荡（SSO）是由控制参数、运行工况和电网强度的综合作用引起的。现有研究主要集中于变流器控制参数的设计，却忽视了这些参数对运行工况和电网强度变化的适应性。这种忽视可能导致固定的控制参数难以适应不同工况，从而可能诱发次同步振荡。本文建立了一种多阻尼路径模型，用于分析并网永磁同步发电机系统的次同步振荡特性。该模型定量评估了运行工况和电网强度的变化对控制参数适应性和次同步振荡阻尼的影响。研究揭示了稳定约束下控制参数可行域与电网强度和运行工况变化之间的复杂耦合关系...
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究揭示的PMSG控制参数与电网强度的耦合机理，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列逆变器的弱电网适应性优化。特别是在构建PowerTitan大型储能系统时，可基于该研究成果优化VSG控制策略，提升系统在不同短路比下的稳定性。同...