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基于多域映射的阻抗计算方法用于VSC型电力系统振荡稳定性分析
Multi-Domain-Mapping-Based Impedance Calculation Method for Oscillatory Stability Analysis of VSC-Based Power System
Chenxiang Gao · Siyuan Fei · Yizhuo Ma · Jin Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
基于电压源换流器（VSC）的电力系统具有振荡传播范围广、宽频响应以及复杂的多模态耦合等特点。由于这类系统具有高阶特性且需要灵活的分析模型，对其稳定性进行分析面临着巨大挑战。为解决这些问题，本文提出了一种基于多域映射（MDM）的新型阻抗计算方法，该方法具有高效、灵活和精确的显著特点。建立了元件级的离散时间小信号模型（DT - SSM）以取代传统的连续时间小信号模型（CT - SSM）。进一步地，采用节点分析法（NAM）描述子系统，然后将其直接等效为端口等效小信号模型（PE - SSM）。利用叠加定...
解读: 该多域映射阻抗计算方法对阳光电源的VSC类产品具有重要的工程应用价值。首先可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性分析,特别是在大规模新能源并网场景下的振荡问题研究。其次,该方法能够精确刻画PowerTitan等大型储能系统中的多模态耦合特性,有助于提升系统的并网稳定性。方法的创新性体...
考虑扭振振荡与虚拟惯量控制的永磁同步风力发电系统稳定性与动态分析
Stability and Dynamic Analysis of PMSG-based Wind Generation System Considering Torsional Oscillation and Virtual Inertia Control
Yizhuo Ma1Jin Xu2Guojie Li3Keyou Wang2 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
当前多数永磁同步发电机（PMSG）风力发电系统采用跟网型控制，依赖锁相环（PLL）实现并网，导致系统惯性支撑不足。虚拟惯量控制（VIC）虽可改善该问题，但可能引发扭振与PLL及低频振荡间的交互失稳，此现象尚未充分研究。本文通过对比降阶模型，验证了在准机电时间尺度（QET）下采用全阶模型研究稳定性的必要性，并开展模态分析，揭示VIC参数、轴系惯性时间常数、PLL参数及扭振阻尼（TOD）控制器增益对两类典型控制策略下QET振荡交互的影响。当扭振、PLL与低频振荡频率相近时，出现模态耦合与模式转换。最...
解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。研究揭示的扭振-PLL-低频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的虚拟惯量控制优化。特别是在大型储能电站中，PowerTitan系统通过优化虚拟惯量控制参数与PLL设计，可提升系统稳定性。研究成果也启发我们在GFL控制...
基于开关周期同步的适用于高开关频率功率变换器的实时仿真方法
Switching-Period-Synchronization-Based Real-Time Simulation Method Suitable for Power Converters With High Switching Frequency
Jin Xu · Pan Wu · Zirun Li · Keyou Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月
在某些情况下，电力电子变换器的开关频率可高达数百千赫兹。为了准确定位开关事件，实时仿真的时间步长通常建议约为开关周期的 1%。这在单位时间内带来了巨大的计算负担。为打破这一限制，本文提出了一种基于开关周期同步（SPS）思想的实时仿真方法。仿真时间以开关周期为间隔与实际时间同步，而非以时间步长为间隔。开关周期既被用作同步间隔，也被用作主时间步长，该主时间步长还会进一步划分为多个可变子时间步长，这些子时间步长由开关周期内的开关事件决定。为了在基于现场可编程门阵列的平台上实现所提出的实时仿真，本文提出...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于开关周期同步的实时仿真技术具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器向高功率密度、高效率方向发展，碳化硅等宽禁带器件的应用使开关频率普遍提升至数十甚至数百千赫兹。传统实时仿真要求时间步长为开关周期的1%，这在高频场景下带来巨大的计算负担，严重制约了产品开发周...