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基于二极管整流单元高压直流输电的构网型风力发电机大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of Grid-Forming Wind Turbine Connected to DRU-HVDC
Lujie Yu · Ziyu Fu · Jiebei Zhu · Yin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
本文研究了接入基于二极管整流单元的高压直流输电系统的构网型风力发电机的大信号稳定性。建立了包含电流限幅动态特性的系统非线性微分方程模型，并基于该模型在对称电压跌落下证明了平衡点的存在性与唯一性，揭示了q轴优先电流限幅与锁相环频率控制的优越性。采用Takagi-Sugeno方法估计吸引域，定义并构建了大信号稳定域，直观给出了保证系统稳定性的控制参数范围。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。研究的大信号稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制设计，特别是电流限幅与锁相环频率控制的优化。文中提出的Takagi-Sugeno稳定域估计方法，有助于提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网条件下的稳定性。q轴...
暂态稳定性分析与考虑电流饱和过程的构网型风电机组阻尼增强控制
Transient Stability Analysis and Damping Enhanced Control of Grid-Forming Wind Turbines Considering Current Saturation Procedure
Donghai Zhu · Yumei Ma · Xiangjinwen Li · Liuyang Fan 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年8月
构网型风力发电机组（GFM - WT）在电网故障期间，由于电流限幅控制切换，易发生暂态失稳。然而，现有研究忽略了电流饱和过程引发的暂态失稳问题，未能充分揭示失稳机理。为解决该问题，本文分析了电网故障后构网型风力发电机组的电流饱和过程。指出存在两种电流饱和情况，即瞬时电流饱和模式（CSMI）和后续电流饱和模式（CSMS）。然后，考虑上述新运行模式，对构网型风力发电机组的暂态稳定性进行了分析。分析表明，在电流饱和过程中，功角的暂态特性将被重塑。基于此，提出了一种阻尼增强控制方法，通过抑制电流饱和过程...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所研究的构网型风机暂态稳定性问题，对我司在新能源并网设备领域具有重要的技术借鉴价值。尽管研究对象是风力发电系统，但其核心技术原理完全适用于我司的构网型光伏逆变器和储能变流器产品线。 论文揭示的关键技术问题——电流饱和过程中的暂态失稳机制——正是当前构网型设备面临的...
一种用于风力发电机组构网控制的新型优化参数整定算法以抑制功率振荡
A Novel Optimized Parameter Tuning Algorithm for Wind Turbine Grid-Forming Control to Mitigate Power Oscillations
Duc-Tung Trinh · Yuan-Kang Wu · Manh-Hai Pham · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
随着同步发电机向可再生能源的转型加速，构网型风电机组在维持电力系统稳定性方面的作用日益突出。然而，若未充分考虑内外环控制间的交互影响，可能引发功率振荡。本文基于线性化状态空间模型，对控制参数在构网型风电系统中引发功率振荡的影响进行系统性灵敏度分析，并结合小信号模型提出一种优化控制算法，综合考虑特征值阻尼比与控制带宽等约束，实现内外环参数的自动整定。通过WSCC 9节点和新英格兰39节点系统的仿真验证，所提方法能有效抑制风电机组输出功率振荡，进而降低同步机侧的功率波动。
解读: 该研究对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。文中提出的基于状态空间模型的参数优化方法，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制系统，有助于提升系统稳定性。特别是在大规模新能源并网场景下，该算法可优化PowerTitan储能系统的内外环控制参数配置，有效抑制功率振荡。这一方法也可...
构网型风力发电机与构网型储能系统的协调控制在电力系统恢复中的应用
Coordinated Control of Grid-Forming Wind Turbines and Grid-Forming Energy Storage Systems for Power System Restoration
Yuping Zhang · Yunyun Xie · Sheng Cai · Qiuwei Wu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
构网型风力发电机（GFM-WT）因其快速重启和支撑电网的能力，为含风电电力系统的恢复提供了新途径。然而，单台GFM-WT需依赖外部构网电源实现自启动，且其支撑能力易受风功率不足影响，可能导致恢复失败。为此，本文提出将GFM-WT与构网型储能系统（GFM-ESS）协同构成黑启动电源。GFM-ESS可为GFM-WT提供自启动条件，并增强其应对风功率波动和负荷恢复暂态的支撑能力。为确保恢复过程稳定，设计了预同步控制、抑制并联振荡的电力系统稳定器，以及考虑风机转速与系统频率稳定的模型预测二次调频控制策略...
解读: 该GFM-WT与GFM-ESS协调控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的预同步控制、PSS抑制并联振荡及MPC二次调频策略，可直接应用于阳光电源构网型储能产品的黑启动功能开发，增强其在新能源场站孤网运行和电网恢复场景下的支撑能力。特别是MPC控...