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新能源场站跟网/构网变流器协同控制策略综述
Review of Grid-Following/Grid-Forming Converter Cooperative Control Strategies in New Energy Stations
王冠淇 · 裴玮 · 熊佳旺 · 李毅丰 等5人 · 高电压技术 · 2025年2月 · Vol.51
在“30·60”双碳目标背景下，新能源场站逐步取代传统化石能源场站，电力电子设备大量接入导致系统电压与频率稳定性问题日益复杂。本文基于变流器控制策略与新能源场站建模，系统梳理了场站内多变流器协同控制及多机暂态稳定性分析方法。首先分析单机控制特性，阐明跟网型与构网型变流器混合运行的必要性；其次总结场站结构与等值建模方法；进而归纳多机系统暂态稳定分析手段；随后分类阐述不同场景下的协同控制策略；最后评述现有策略的优势与局限，为后续研究提供参考。
解读: 该跟网/构网协同控制技术对阳光电源核心产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可实现GFM/GFL混合运行模式切换，提升弱电网适应性；在PowerTitan大型储能系统中，多机协同控制策略可优化场站级暂态稳定性，降低次同步振荡风险；在SG系列光伏逆变器中，构网型控制算法可增强电压/频率支撑能力...
逆变器主导的网状电力系统暂态稳定性的稳定裕度指标
A Stability Margin Indicator for Transient Stability of Inverter-Dominated Mesh Power Networks
Hansi Wijayalath · Harith Udawatte · Mohammad Hasan Ravanji · Nabil Mohammed 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
太阳能光伏和风力发电机等基于逆变器的电源渗透率不断提高，正在改变现代电力系统，导致机械惯性降低，并给暂态稳定（TS）分析带来了新挑战。本文通过引入定量的稳定裕度指标，提出了一种用于指示以逆变器为主的网状网络暂态稳定性的新方法。该研究聚焦于多集群网状网络配置中的电网形成型逆变器和电网跟随型逆变器。通过推导局部公共母线电压的通用表达式并分析功率和电流流动，所提出的方法提供了一个定量值和一种计算效率高的工具，无需求解微分方程即可确定暂态稳定裕度。大量仿真验证了所提出指标和工具的有效性，证明了它们在复杂...
解读: 该稳定裕度指标技术对阳光电源构网型控制产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该指标可量化评估GFM控制模式下的暂态稳定裕度，优化虚拟同步机参数整定，提升弱电网适应性。对于SG系列光伏逆变器在高渗透率场景的并网稳定性分析，该方法能快速识别临界稳定边界，指导控制...
并网型并联构网逆变器暂态稳定性的定量分析及其无功功率控制考虑
Quantitative Transient Stability Analysis for Parallel Grid-Tied Grid-Forming Inverters Considering Reactive Power Control
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
近年来，单一并网构网型逆变器（GFMI）系统的暂态稳定性已得到深入分析，但考虑无功功率控制的并联 GFMI 系统的定量暂态稳定性分析尚未得到研究。为填补这一空白，本文新建立了考虑逆变器间相互作用的并联 GFMI 系统的等效大信号模型。基于该模型，新构建了考虑无功功率控制动态、阻尼耗散和相互作用效应的与路径无关的李雅普诺夫函数（LF），用于定量暂态稳定性分析，该函数可获取最大吸引域以进行稳定性预测、估计临界清除时间并表征稳定裕度。与传统的李雅普诺夫函数相比，吸引域的保守性和估计临界清除时间的误差显...
解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项关于并联构网型逆变器暂态稳定性的量化分析研究具有重要的工程应用价值。随着我们在大型光伏电站、储能系统以及微电网解决方案中越来越多地采用构网型逆变器技术，多机并联运行已成为常态场景，该研究直接切中了当前技术痛点。 论文的核心贡献在于建立了考虑逆变器间交互作用的等效大信号...
面向设计的并网变流器暂态稳定性分析：分析方法的比较研究
Design-Oriented Transient Stability Analysis of Grid-Connected Converters: A Comparative Study of Analysis Methods
Chao Charles Liu · Chi K. Tse · Meng Huang · Zhenxi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
并网变流器的暂态稳定性分析可为实际设计提供指导。以往的研究总结了稳定性与参数之间的单调关系。鉴于基于变流器的系统具有复杂的非线性行为，这些单调关系并不全面。本文以可行参数范围的形式制定了设计准则。利用灵敏度分析和分岔图，从典型的稳定性分析方法中推导可行参数范围，这些方法包括时域仿真、基于能量的方法（手动推导和算法搜索）以及分岔分析。研究发现，由于不同分析方法所识别的灵敏度模式相似，它们可能会提供等效的设计准则。此外，我们揭示了并网变流器的分岔行为会导致灵敏度模式发生变化。因此，稳定性分析方法之间...
解读: 从并网变流器设计角度来看，这项关于暂态稳定性分析方法的比较研究对阳光电源的核心业务具有重要指导意义。随着我们在全球部署的光伏逆变器和储能系统规模不断扩大，特别是在弱电网环境下的应用场景日益增多，暂态稳定性问题已成为影响系统可靠性的关键技术瓶颈。 该研究突破了传统单调参数关系的局限性，提出基于可行参...
基于电磁暂态仿真分析含逆变型电源的扰动事件
Analysis of a Disturbance Event With Inverter-Based Resources Using EMT Simulations
Suman Debnath · Phani Marthi · Jongchan Choi · Sayan Samanta 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
随着逆变型电源（IBR）渗透率的提高，亟需更先进的扰动分析与规划方法。传统的相量域暂态稳定分析难以准确刻画IBR在故障期间的动态特性。本文针对2018年安吉利斯森林扰动事件，采用高精度电磁暂态（EMT）仿真，构建了电网及受影响光伏电站的详细模型。文中阐述了从传统相量域数据和实测数据建立EMT模型的方法，并复现了光伏电站在故障期间的响应行为，开展了敏感性分析。通过改变光伏电站内部元件及电网参数，评估其对故障响应的影响，揭示了关键影响因素，为系统规划者在高比例IBR接入背景下保障电网可靠性提供了分析...
解读: 该EMT仿真分析方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的故障穿越能力优化具有重要价值。文中揭示的IBR故障响应特性可直接应用于：1）优化SG系列逆变器的LVRT/HVRT控制策略，提升电网扰动下的动态响应性能；2）改进ST储能系统的GFM/GFL控制算法，增强高IBR渗透率场景下的电网支撑...
工业与商业电力系统暂态稳定研究的建议方法
Suggested Approaches to Perform Transient Stability Studies for Industrial and Commercial Power Systems
JJ Dai · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
为提高效率、降低成本和提升可靠性，现场发电在工商业（I&C）电力系统中得到广泛应用。这些系统通常采用同步发电机，这会带来稳定性问题，在规划和运行阶段都必须加以解决。电力系统中互联的同步电机必须保持同步；否则，可能会出现转子角度不稳定和振荡现象，如果没有适当的保护措施，还可能导致系统大范围不稳定和发电机停机。目前工商业系统暂态稳定性研究的标准，即IEEE 399 - 1997《工商业电力系统分析推荐做法》（《棕皮书》）已发布超过27年，而IEEE P3002.9《工商业电力系统暂态研究与分析推荐做...
解读: 该研究对阳光电源的工商业光伏及储能产品线具有重要指导意义。研究提出的暂态稳定分析方法可直接应用于SG系列工商业逆变器和ST系列储能变流器的系统设计，特别是在构建多机并联系统时的稳定性评估。通过完善的建模策略和仿真流程，可以优化产品的GFM/GFL控制算法，提升系统在大扰动下的暂态响应性能。这对于提高...