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基于逆变器资源主导电网中单相接地故障行为的解析
Behavior of Single-Line-Ground Faults in Inverter-Based Resource Dominated Grids Explained
Zhixin Miao · Lingling Fan · Normann Fischer · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
保护工程师发现,在高比例逆变器型电源接入的系统中,利用相电流或序电流难以准确识别单相接地(SLG)故障的故障相。电磁暂态(EMT)仿真研究表明,逆变器型电源的初始运行状态显著影响SLG故障期间的相电流响应。本文通过序分量进行定量分析,发现故障前工况决定了电网与逆变器贡献电流的相对相位关系,并进而决定SLG故障下哪一相电流幅值最大。该结论得到了EMT仿真结果的验证。
解读: 该研究揭示的逆变器型电源SLG故障特性对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的保护策略优化具有重要价值。研究指出故障前运行工况决定故障电流相位关系,这为PowerTitan大型储能系统和光伏电站的故障相识别算法改进提供理论依据。建议在构网型GFM和跟网型GFL控制策略中嵌入故障前工况监测模...
一种可切换的跟网型与构网型控制新结构设计
A Novel Design for Switchable Grid-Following and Grid-Forming Control
Huazhao Ding · Rabi Kar · Zhixin Miao · Lingling Fan · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
本文提出了一种新型构网型(GFM)控制结构的设计方法,该结构由典型的跟网型(GFL)控制结构经最小化修改而来,通过手动切换标志位即可实现电压源换流器(VSC)在GFL与GFM模式间的灵活切换。所设计的VSC可在并网模式下通过锁相环(PLL)同步至主电网运行于GFL模式,也可在并网或孤岛条件下以基于功率的同步机制运行于GFM模式。为确保运行的平稳性,本文通过一系列实验对控制策略及模式切换逻辑进行了验证。实验结果表明,该可切换控制结构能有效实现预期控制功能,并支持控制模式间的平滑切换。
解读: 该可切换GFL/GFM控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过最小化修改实现模式切换的设计思路,可直接应用于现有产品的固件升级,降低硬件改造成本。在并网场景下,ST储能系统可运行于GFL模式提供功率支撑;在弱网或孤岛工况下自动切换至GFM模式维持电网稳...
基于逆变器资源在串联补偿网络中的振荡风险
Oscillation Risks of Grid-Following and Grid-Forming Inverter-Based Resources in Series-Compensated Networks
Ratik Mittal · Zhixin Miao · Lingling Fan · Deepak Ramasubramanian · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
本文研究了基于逆变器的资源(IBR)通过辐射型结构接入串联补偿线路时的动态行为,分析了串联补偿与两类IBR(跟网型GFL和构网型GFM)之间的潜在交互影响。通过电磁暂态(EMT)仿真揭示稳定性问题,并建立dq坐标系下的非线性解析模型,经EMT仿真验证后用于特征值与参与因子分析。结果表明,串联补偿可能引发同步单元相关模态失稳,增加电压相角对同步角的敏感性,并在有功功率响应中引入相位滞后,进而与GFL-IBR的锁相环或GFM-IBR的功率同步机制产生不利交互,导致系统失稳。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在串补电网接入场景具有重要指导价值。研究揭示的串联补偿与GFL/GFM控制模式的交互失稳机制,可直接应用于PowerTitan大型储能系统的控制策略优化:针对GFL模式需强化锁相环鲁棒性设计,针对GFM模式需优化功率同步环路参数以抑制相位滞后引发...
联合机会约束经济调度中涉及频率相关逆变器控制与调节备用分配的协同优化
Joint Chance-constrained Economic Dispatch Involving Joint Optimization of Frequency-related Inverter Control and Regulation Reserve Allocation
Ye Tian1Zhengshuo Li1Wenchuan Wu2Miao Fan3 · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
高比例波动性基于逆变器的可再生能源接入使电力系统的不确定性与频率安全问题日益突出,亟需在经济调度中综合考虑不确定性及频率相关约束。现有研究较少协同优化逆变器快速调节控制参数(如虚拟惯量和下垂系数)与其他可调度资源以提升系统频率安全性与调度可靠性。本文提出一种联合机会约束经济调度模型,协同优化频率相关的逆变器控制、上下调备用及基点功率,以最小化总运行成本。模型综合考虑火电机组、可调度逆变器资源及储能,协调(虚拟)惯量、备用分配与基点功率,并采用联合机会约束保障系统可靠性。此外,针对传统样本平均近似...
解读: 该联合机会约束经济调度技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的虚拟惯量与下垂系数协同优化方法,可直接应用于阳光电源构网型GFM控制和虚拟同步机VSG技术的参数自适应调整,提升储能系统频率支撑能力。所提MSAA算法可集成到iSolarCloud云平...
最大化同步调相机稳定基于逆变器资源电网的能力
Maximizing Synchronous Condensers' Capability to Stabilize Inverter-Based-Resource-Penetrated Grids
Li Bao · Lingling Fan · Zhixin Miao · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
同步调相机(SynCons)已在全球范围内基于逆变器的电源(IBRs)渗透的电网中部署,以增强和稳定电网。本文研究了哪些电机参数会影响IBR弱电网稳定性,以及励磁系统是否也发挥作用。研究了四种类型的稳定场景,包括暂态稳定性、几赫兹的振荡、接近9赫兹的振荡以及动态电压稳定性。结果表明,对于不同类型的稳定问题,影响最大的电机参数各不相同。虽然最小化励磁绕组电感(通常是电机暂态电抗 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathM...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商,阳光电源在高比例新能源接入场景下面临的电网稳定性挑战日益凸显。本论文关于同步调相机(SynCon)稳定逆变器型资源(IBR)渗透电网的研究,为我们理解弱电网环境下的系统稳定机理提供了重要参考。 研究揭示的核心价值在于明确了不同稳定性问题的关键影响因素:降低...