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通过暂态缓解、过载保护和电压平衡的构网型换流器控制增强微电网安全性
Enhancing Security in Microgrids via Grid-Forming Converter Control by Contingency Mitigation, Overload Protection, and Voltage Balancing
Stefan Häselbarth · Kai Strunz · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
针对微电网中关键负荷对供电连续性的高要求，本文提出一种面向四线制系统的综合性换流器控制方法（C⁵），以提升故障条件下的供电安全与电能质量。该方法通过算法驱动的缓解机制，有效应对不平衡短路故障与线路过载，保障构网型电压源换流器在异常工况下的持续运行。所设计的三大功能模块——最大正弦电流利用器、过载相位平衡器及快速虚拟阻抗电流限制器，协同实现非故障相额定电压维持、故障相全电流利用，并确保故障电流无畸变下的快速限流。该方法支持过载、故障与正常工况间的平滑切换，显著提升系统韧性。仿真与实验验证了其有效性...
解读: 该构网型换流器综合控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的C⁵方法中的三大核心模块——最大正弦电流利用器、过载相位平衡器和快速虚拟阻抗限流器，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制策略的升级。特别是针对四线制微电网场景，该技术能显著提升ST储能...
通过集成虚拟功率方法增强直驱电压型构网逆变器的大扰动稳定性
Enhancing Large Disturbance Stability of Direct Voltage Grid-Forming Converters through Integration of the Virtual Power Method
Yorgo Laba · Frédéric Colas · Antoine Bruyère · Thibault Prevost 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
构网型控制（GFM）在现代电力系统中对维持电压稳定、提供惯量支撑具有关键作用。由于GFM以电压源模式运行，电流控制面临挑战，尤其在故障后电流限幅可能削弱系统同步能力与稳定裕度。现有基于电流环的构网控制（CCGFM）虽可实现电流限制，但持续的电流控制会降低小信号稳定性。本文提出一种融合虚拟功率方法的新型电压控制型构网（VCGFM）混合架构，在正常运行时保留传统VCGFM优越的小信号稳定性，故障期间引入虚拟功率解耦同步角与电流限幅，提升大扰动下的稳定性。实验验证了该方法的有效性。
解读: 该混合VCGFM架构对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型产品在电网故障时面临电流限幅与同步稳定的矛盾，该研究提出的虚拟功率解耦方法可直接应用于ST2236UX等高压储能变流器，在正常运行保持优异小信号稳定性的同时，故障期间通过虚拟功率控制...
对称与不对称故障下跟网型逆变器故障穿越性能的改进
Improved Fault Ride-Through Response of Grid Forming Inverters Under Symmetrical and Asymmetrical Faults
Imran Khan · Suryanarayana Doolla · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年6月
由于电网形成逆变器能对电网扰动做出瞬时响应，因此对其电压源特性有需求。然而，这可能会导致在故障期间出现大电流。因此，需要先进的方法来辅助实现成功的故障穿越（FRT），同时不影响半导体开关的电流限制。本文提出了一种基于虚拟阻抗的方案来控制稳态电流，同时利用有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）的直接调制方案来限制瞬态电流峰值。所提出的方法能在对称和不对称故障期间限制逆变器电流。所提出的电网形成控制在正常电压和电压骤降水平下均表现出高带宽特性。此外，还可以控制不对称故障期间的负序电流注入。在电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型逆变器故障穿越技术的研究具有重要的战略价值。随着新能源装机容量不断提升，电网对逆变器的构网能力和故障穿越性能提出了更高要求，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域的核心竞争力直接相关。 该论文提出的虚拟阻抗结合有限集模型预测控制（FCS-MPC）的方案，有效解决...