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基于等效电路模型的构网型逆变器大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of Grid-Forming Inverters With Equivalent-Circuit Models
Nathan Baeckeland · Diptak Pal · Gab-Su Seo · Brian Johnson 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
本文提出了一种基于能量函数的直接方法，用于评估构网型（GFM）逆变器的大信号稳定性，该方法利用了所有相关控制层和物理层动态的等效电路表示。建模与分析框架涵盖了三种不同的一次控制、标准的电流内环 - 电压外环级联控制架构、输出 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$LCL...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于能量函数的构网型逆变器大信号稳定性分析技术具有重要的战略价值。随着新能源渗透率不断提升，电网对逆变器的构网能力提出更高要求，阳光电源作为全球领先的逆变器供应商，亟需突破传统小信号分析的局限性，应对电网大扰动场景下的稳定性挑战。 该论文提出的等效电路模型方法具有显著...
提高电流限制下构网型逆变器暂态稳定性的方法
Transient Stability-Enhancing Method for Grid-Forming Inverters Under Current Limiting
Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
并网构网型（GFM）逆变器的主控制器控制内部参考电压和相角，使逆变器能够自然地与所连接电网同步并实现功率共享；然而，当电网因线路故障、过载或频率和相位偏移等因素出现扰动时，GFM 逆变器可能会进入限流运行状态，以保护设备免受热损坏。这可能导致主控制器生成的内部参考频率出现积分饱和问题，并导致与电网完全失步。为提高 GFM 逆变器主控制器在应对暂态失稳方面的鲁棒性，本文提出了一种方法，该方法通过引入“虚拟功率”的概念来调节主控制器控制的参考信号。虚拟功率可抵消主控制器中的积分饱和问题，使处于限流状...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）逆变器暂态稳定性增强的技术具有重要的战略价值。随着光伏和储能系统在电网中的渗透率不断提升，构网型逆变器正成为新能源并网的关键技术路线，其能够主动支撑电网电压和频率，这与阳光电源在大型地面电站和独立微电网领域的产品发展方向高度契合。 该论文针对的核心...
电流限幅型构网逆变器的统一建模用于大信号分析
Unified Model of Current-Limiting Grid-Forming Inverters for Large-Signal Analysis
Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
摘要：构网型（GFM）逆变器几乎无法承受任何过载情况。因此，GFM 逆变器的控制系统中需要配备电流限制器，以避免在过载或电网扰动期间造成硬件损坏。然而，当电流限制器启动以保护逆变器时，它会动态改变逆变器的输出阻抗，这可能会显著影响系统在应对大扰动时的性能。例如，当电流限制器削减输出功率时，GFM 逆变器的主控制器（用于生成电压和相角参考值）容易与电网失去同步。这可能会导致电网出现大信号不稳定现象。本文提出了一种统一的 GFM 电流限制器模型，旨在更深入地理解 GFM 逆变器电流限制对大信号不稳定...
解读: 该电流限幅GFM逆变器统一建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源构网型储能系统在电网故障或负荷突变时需快速响应，电流限幅环节的引入会改变系统动态特性。该研究提出的相量域非线性模型能准确描述限幅期间机电-电磁耦合动态，可直接应用于ST储能变...