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通过同宿分岔消除构网型变流器的同步失稳
Eliminating Synchronization Instability of Grid-Forming Converters by Removing the Periodic Orbit via Homoclinic Bifurcation
Yuqian Zhang · Qinglai Guo · Hongbin Sun · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
构网型变流器可为电力系统提供频率和电压支撑，是高比例电力电子与可再生能源接入系统中的关键设备。然而，在大扰动后可能发生同步失稳，其本质为系统状态被周期轨道捕获。本文提出一种通过同宿分岔消除该周期轨道以根除同步失稳的新方法。首先引入振荡指数估计系统接近同宿分岔的程度，并推导周期轨道灵敏度以评估控制参数对振荡指数的影响；进而利用该指数及其灵敏度估算触发同宿分岔所需的参数调整量。提出方法的应用框架亦被给出，并通过仿真与实验验证了其有效性。
解读: 该同宿分岔稳定性控制技术对阳光电源构网型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，该方法可从根本上消除大扰动后的同步失稳风险，显著提升GFM控制模式下的暂态稳定性。所提出的振荡指数和周期轨道灵敏度分析方法，可集成到阳光电源现有VSG控制算法中，实现参数自适应优化...
采用典型无功功率控制策略的构网型变流器暂态功角与电压稳定性
Transient Angle and Voltage Stability of Grid-Forming Converters With Typical Reactive Power Control Schemes
Wenjia Si · Jingyang Fang · Xingyou Chen · Tao Xu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
构网型变流器被视为电力电子化电力系统的关键技术，但其在暂态过程中常被忽视的无功功率控制问题亟待研究。本文创新性地指出，采用典型无功控制策略（如电压下垂、无功下垂及无功PI控制）的构网型变流器可能面临暂态功角和/或电压稳定性问题。研究表明，零阶无功控制仅存在功角稳定问题，但无功调节能力有限；而一阶控制（如PI控制）虽可实现恒定无功运行，却可能引发功角、电压及混合稳定性问题。本文揭示了其失稳机理，并对典型控制方案进行了全面比较，实验结果验证了理论分析。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。文章揭示的无功控制与暂态稳定性耦合机理，可直接应用于优化阳光电源储能系统在弱电网场景下的电压支撑能力。针对零阶控制（电压/无功下垂）和一阶控制（PI调节）的稳定性差异分析，为ST系列产品在不同...