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风电场接入弱电网控制耦合振荡分析及解耦抑制策略
Analysis and Decoupling Suppression Strategy of Control Coupling Oscillation for Wind Farms Connected to Weak Power Grids
孙素娟 · 侯凯 · 孙立鑫 · 过亮 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
随着大型风电基地在弱电网条件下的短路比持续降低，跟网型风电系统因控制耦合引发的次同步振荡风险加剧。本文基于直驱风电场接入弱交流电网的传递函数模型，揭示了控制环节带宽重叠导致滞后相角叠加的振荡机理；提出基于电源近端电压虚拟采样的解耦控制策略，通过阻断锁相环与电压前馈中的振荡传播路径，有效抑制相角叠加，从根本上解决耦合振荡问题。该方法不依赖系统电感精度，适应极低短路比与多频振荡，兼顾动态性能与抑制效果，且易于工程实现，控制器在环测试验证了其有效性。
解读: 该研究对阳光电源的GFL型产品在弱电网并网应用具有重要参考价值。基于虚拟采样的解耦控制策略可优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的弱电网适应性,尤其适用于短路比极低的偏远地区并网场景。该方法不依赖系统参数,实现简单,可集成到现有控制平台,有助于提升产品在复杂电网条件下的稳定性。建议在新一代产品...
适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略及功率支撑特性
Adaptive Grid-Following/Grid-Forming Integrated Control Strategy and Power Support Characteristics of PMSG-Based Wind Turbines under Varying Short-Circuit Ratio and Inertia
苏开元 · 刘朋印 · 殷波 · 丛聪 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年15月 · Vol.45
随着新能源大规模接入，电力系统短路比与惯量特性显著变化，传统跟网或构网控制面临适应性挑战。为此，提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略，并研究其功率支撑特性。基于同步融合框架，设计机侧与网侧协同控制方案，构建以短路比和惯量比为判据的融合系数表达式；建立有功-频率、无功-电压动态响应模型，分析关键参数影响规律；通过电磁暂态仿真验证所提策略的有效性。结果表明，该融合控制可自适应调节机组的跟网/构网行为与备用容量，在宽短路比范围内实现有功功率支撑及稳定性与经济性的协调优化。
解读: 该研究的跟-构网融合控制策略对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。其自适应控制方法可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统,提升在弱电网条件下的并网适应性。融合控制框架也可优化SG系列光伏逆变器的GFM功能,实现更灵活的跟网/构网模式切换。特别是短路比自适应技术,有助于提...
考虑短路比要求的多直流输电系统同步调相机配置
Synchronous Condenser Placement for Multiple HVDC Power Systems Considering Short-Circuit Ratio Requirements
Jiaxin Wang · Jiawei Zhang · Qingchun Hou · Ning Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
高压直流输电（HVDC）接入会降低系统的短路比（SCR）和电网强度，可能导致电压稳定性问题，尤其在高比例可再生能源系统中更为显著。同步调相机（SynCon）是提升SCR的有效手段。然而，由于SCR约束为非线性特征值不等式组，难以直接求解。本文基于广义谱分解提出瑞利割方法，将特征值不等式约束等价转化为线性约束，构建了求解SCR约束下SynCon选址定容问题的混合整数线性规划模型。理论分析了方法的收敛性、复杂度与误差，并通过与其他七种模型的数值对比验证了所提模型在解的质量和计算效率方面的优越性。
解读: 该同步调相机优化配置技术对阳光电源构网型储能系统具有重要参考价值。在高比例新能源接入场景下，阳光电源PowerTitan储能系统可通过GFM构网型控制模拟同步调相机功能，提供短路容量支撑。文中基于广义谱分解的瑞利割线性化方法，可直接应用于ST系列储能变流器的选址定容优化，解决多直流馈入系统的SCR约...
返回比矩阵重构方法在并网逆变器中的应用：原理、物理机理与参数设计
Return Ratio Matrix Reconstruction Approach for Grid-Connected Inverters: Principle, Physical Insights, and Parameter Design
Yuhang Chen · Xinbo Ruan · Yuying He · Yiran Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
弱电网下并网逆变器的稳定性可通过回比矩阵进行分析，回比矩阵为逆变器输出导纳与电网导纳之比。由于提供电网电流参考的功率控制环和锁相环（PLL）具有不对称性，回比矩阵为非奇异矩阵，有两个非零的无理特征值，这给稳定性分析和参数设计带来了挑战。为解决这一问题，本文提出了回比矩阵重构方法，将非奇异回比矩阵重构为仅有一个非零特征值的奇异矩阵。在此基础上，揭示了功率控制环和锁相环的参数设计顺序，并给出了分步参数设计方法。最后，在实验室对一台10 kVA三相LCL并网逆变器样机进行了测试，实验结果验证了采用重构...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并网逆变器回报比矩阵重构的研究具有重要的工程应用价值。当前，我们的光伏逆变器和储能变流器产品在弱电网环境下的稳定运行面临严峻挑战，特别是在偏远地区的光伏电站和工商业储能项目中，电网阻抗较大导致的振荡问题时有发生。 该论文提出的矩阵重构方法针对性地解决了功率控制环和...
考虑无功功率的同步调相机对锁相环稳定性改善及短路比评估的影响
Synchronous Compensators Considering Reactive Power for PLL Stability Improvement and Short-Circuit Ratio Evaluation
Jorge Suárez-Porras · Fidel Fernández-Bernal · Luis Rouco · Andrés Tomás-Martín · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年6月
本文研究了同步补偿器（SC）对基于电网跟随型逆变器的电源（IBR）稳定性的影响，特别关注无功功率的作用。采用商用同步补偿器的全阶仿真模型，以及作为研究模型的双馈感应发电机（以代表最复杂的基于逆变器的电源）。以短路比（SCR）作为关键指标，研究证实了基于逆变器的电源中的锁相环（PLL）对系统稳定性至关重要，并表明同步补偿器注入的无功功率起着不可忽视的作用。研究表明，同步补偿器在小信号稳定性方面的主要影响体现在锁相环在连接点处看到的戴维南阻抗，在同步补偿器的情况下，该阻抗为次暂态阻抗和同步补偿器的无...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于同步补偿器（SC）提升锁相环稳定性的研究具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在全球高比例新能源电网中的大规模部署，跟网型逆变器（IBR）的并网稳定性已成为制约新能源消纳的核心技术瓶颈。 该研究揭示了两个关键技术洞察：首一，锁相环（PLL）是影响IBR系...
弱电网中同步调相机优化配置与容量规划的混合整数线性规划模型
An MILP Model for Optimal Placement and Sizing of Synchronous Condensers in a Weak Grid
Ehsan Fouladi · Ali Mehrizi-Sani · Behrooz Bahrani · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
摘要：随着基于逆变器的电源（IBR）日益普及，电力系统的强度（以短路比 [SCR] 衡量）和惯量正在下降。这是因为 IBR 不具备传统同步发电机（SG）的旋转惯量，并且它们对短路故障电流的贡献不如 SG 大。因此，在弱电网中，IBR 可能不具备足够的故障穿越（FRT）能力。安装同步调相机（SC）是一种补偿系统强度和惯量下降的解决方案，因为 SC 可以通过注入无功功率来提供旋转惯量和电压支持。然而，SC 成本高昂，需要通过确定新安装 SC 的最佳容量和位置来尽量降低其资本、运行和维护成本。本文提出...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏逆变器产品具有重要参考价值。针对弱电网中同步调相机的优化配置问题，可启发ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GFM控制策略优化，特别是在PowerTitan大型储能系统中实现虚拟同步机功能。通过将文中短路比SCR和系统惯量的评估方法应用于产品设计，可提升储能变流器...