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含变流器接口电源的电力系统稳定边界：演化与转捩点
Stability Boundary of Power System With Converter Interfaced Generation: Evolution and Transition Point
Yiming Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Chen Shen · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月
近期研究表明，含换流器接口发电（CIG）的电力系统暂态失稳主要与不稳定周期轨道（UPO）有关，而非不稳定平衡点（UEP）。这种现象在弱电网中尤为显著，凸显了研究稳定边界主导因素从 UEP 向 UPO 转变过程的重要性。为此，本研究提出了一种基于能量 - 角度复向量的电力系统暂态稳定分析新框架。在此框架下，开展了稳定边界转变点识别和稳定裕度评估工作。研究发现，CIG 占比增加、系统强度降低以及 CIG 控制参数设置不当等参数条件的变化，可能导致 UPO 在塑造稳定边界中起主导作用，进而使基于 UE...
解读: 该稳定边界演化理论对阳光电源高渗透率新能源系统具有重要指导意义。针对ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，UPO失稳机制分析可优化GFM/GFL控制策略的参数边界设计，避免系统运行点接近临界转捩点。在PowerTitan大型储能系统中，可基于拓扑变化特征建立稳定域实时监测模型，提前预警环面分岔风险。对...
考虑多个稳定平衡点的含变流器并网发电的电力系统暂态稳定性分析
Transient Stability Analysis of the CIG-Embedded Power Systems Considering Multiple Stable Equilibrium Points
Yiming Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Chen Shen 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
本研究聚焦于高比例换流器接口发电（CIG）接入的电力系统暂态稳定性。研究发现，在大扰动下，含CIG的电力系统可能呈现多稳定平衡点（SEP）特性。这一特性及其相关的稳定潜力在传统电力系统中尚未得到深入研究，主要原因在于传统上受大容量同步发电机物理限制的影响，普遍假设系统只有单一SEP。由于临界清除时间（CCT）在存在多SEP的情况下无法再用于判定系统暂态稳定性，因此提出了绝对失稳边界（AIB）条件。研究发现，如果系统轨迹越过AIB，电力系统在大扰动后将无法保持稳定。随后，引入能量函数来评估考虑多S...
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指导意义。多平衡点分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性控制优化，特别是在大规模新能源电站中的GFM控制设计。研究成果有助于提升PowerTitan储能系统在弱电网条件下的稳定运行能力，优化VSG控制策略，完善iSolar...
构网型变流器中多模态低频振荡的相互阻尼排斥机制研究
Research on the Mutual Damping Repulsion Mechanism of Multi-Modal Low-Frequency Oscillations in Grid-Forming Converter
Letian Wang · Shiyun Xu · Huadong Sun · Jingtian Bi 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
虚拟同步发电机（VSG）控制的电网形成型变流器（GFM）的同步环（SC）与直流电压控制环（DVC）之间的耦合容易引发多模态低频振荡（LFO）。这些多模态振荡包括以SC为主导的低频振荡（SC - LFO）和以DVC为主导的低频振荡（DVC - LFO）。本文研究了多模态低频振荡的互阻尼排斥效应，并通过频域中的阻尼转矩法揭示了此类现象背后的机理。理论分析发现，随着SC和DVC的自阻尼水平提高，它们会相互施加逐渐增大的负阻尼转矩。这种相互作用导致在调节SC或DVC动态特性时，SC - LFO和DVC ...
解读: 该多模态低频振荡阻尼排斥机制研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。针对VSG控制的GFM变流器，研究揭示的同步控制环路与直流电压控制环路动态耦合机理，可直接指导ST系列产品优化控制参数设计，抑制弱电网并网时的多模态振荡风险。通过阻抗模型与状态空间建模结合...