Suzhou Electric Appliance Research Institute
期刊號(hào)： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

Article retrieval

文章檢索

首頁(yè) >> 文章檢索 >> 文章瀏覽排名

新型電力系統(tǒng)中構(gòu)網(wǎng)型逆變器并聯(lián)的動(dòng)態(tài)相互作用研究

來(lái)源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 08:25 瀏覽次數(shù)：9

新型電力系統(tǒng)中構(gòu)網(wǎng)型逆變器并聯(lián)的動(dòng)態(tài)相互作用研究

韓翔宇，寇志豪
(國(guó)網(wǎng)四川省電力公司成都供電公司，四川 成都 610000)
 
    摘 要：針對(duì)新型電力系統(tǒng)中并聯(lián)構(gòu)網(wǎng)型逆變器間的動(dòng)態(tài)交互作用及其可能引發(fā)的振蕩失穩(wěn)問(wèn)題，提出了一種基于 s 域?qū)Ъ{模型的特征值分析方法，將系統(tǒng)中的各電路元件及逆變器控制單元等效為阻抗模型，并構(gòu)建了五節(jié)點(diǎn)電路網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)特征值分析揭示了并聯(lián)逆變器交互作用下可能存在的諧振失穩(wěn)模態(tài)。研究重點(diǎn)分析了輸電線路長(zhǎng)度、虛擬阻抗控制環(huán)節(jié)以及電壓前饋單元對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響機(jī)制，研究結(jié)果表明：虛擬阻抗控制對(duì)系統(tǒng)諧振特性的影響可忽略；電壓前饋單元具有顯著的諧振抑制作用。通過(guò)時(shí)域仿真驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果，為構(gòu)網(wǎng)型逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
    關(guān)鍵詞： 新型電力系統(tǒng)；構(gòu)網(wǎng)型逆變器；導(dǎo)納模型；虛擬阻抗；特征值分析
    中圖分類(lèi)號(hào)：TM464 ；TM711     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-3175(2025)07-0015-07
 
Dynamic Interaction Study of the Grid-Forming Inverters Parallel
Connection in New Power Systems
 
HAN Xiang-yu, KOU Zhi-hao
（State Grid Sichuan Electric Power Company Chengdu Power Supply Company, Chengdu 610000, China）
 
    Abstract: Aiming at the dynamic interaction between parallel grid-forming inverters in the new power system and the potential oscillation instability problems, this paper proposes an eigenvalue analysis method based on the s-domain admittance model. It first equivalents all circuit components in the system and inverter control units to impedance models, then constructs a five- node circuit network, and finally reveals the possible resonant instability modes under the interaction of parallel inverters through eigenvalue analysis. The research focuses on analyzing the influence mechanism of transmission line length, virtual impedance control, and voltage feed forward units on system stability.Results show that virtual impedance control has a negligible effect on system resonance characteristics, while voltage feed forward units can effectively suppress resonance. Time-domain simulations verify the theoretical analysis, offering a theoretical basis for the stability design and optimization of grid-connected systems with grid-forming inverters.
    Key words: new power system; grid-forming inverter; admittance model; virtual impedance; eigenvalue analysis
 
參考文獻(xiàn)
[1] SAHA S , SALEEM M , Roy T . Impact of high penetration of renewable energy sources on grid frequency behaviour[J].International Journal Electrical Power & Energy Systems，2023，145，108701.
[2] 吳翔宇，張曉紅，許寅，等. 微電網(wǎng)(群)寬頻振蕩分析和抑制研究進(jìn)展與展望[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2023，47(9) ：3727-3745.
[3] 趙鵬杰，吳俊勇，王燚，等. 基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行策略[J] . 電力自動(dòng)化設(shè)備，2022，42(11) ：9-16.
[4] ARMGHAN A, HASSAN M, ARMGHAN H, et al.Barrier Function Based Adaptive Sliding Mode Controller for a Hybrid AC/DC Microgrid Involving Multiple Renewables[J].Appllied Sciences，2021，11(8) ：8672.
[5] 王博，嚴(yán)洋，夏展鵬，等. 含分布式光伏的配電網(wǎng)無(wú)功電壓控制策略研究[J] . 四川電力技術(shù)，2024，47(3) ：1-5.
[6] 韓愛(ài)，林俊宏，張宇，等. 風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)的改進(jìn)下垂控制研究[J] . 能源環(huán)境保護(hù)，2023，37(6) ：111-118.
[7] 劉欣，郭志博，賈焦心，等. 基于序阻抗的虛擬同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)穩(wěn)定性分析及虛擬阻抗設(shè)計(jì)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2023，38(15) ：4130-4146.
[8] KIM H J , NAM T , HUR K , et al . Dynamic interactions among multiple FACTS controllers—A survey[C]//In Proceedings of the 2011 IEEE Power and Energy Society General Meeting，2011.
[9] PILOTTO L A S, LONG W F, EDRIS A A.Basic mechanisms of control interactions among power electronic-assisted power systems[C]//In Proceedings of the 2001 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition,Developing New Perspectives(Cat. No.01CH37294)，2001.
[10] SHUKI P, SINGH B.3P4W Grid Interactive PV-BES System with Seamless Transition Capability[J].IEEE Transactions on Industry Applications，2003，59(4) ：4495-4504.
[11] ENSLIN J H, HESKES P J.Harmonic-interaction between a large number of distributed power inverters and the distribution network[J].IEEE Transactions on Power Electronic，2004，19(6) ：1586-1593.
[12] LI C.Unstable Operation of Photovoltaic Inverter From Field Experiences[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2018，33(2) ：1013-1015.
[13] XU Y, ZHAO S, CAO Y, et al.Understanding Subsynchronous Oscillations in DFIG-Based Wind Farms Without Series Compensation[J].IEEE Access，2019，7 ：107201-107210.
[14] REN L , GUO H , DOU Z , et al . Modeling and Analysis of the Harmonic Interaction Between Grid-Connected Inverter Clusters and the Utility Grid[J].Energies， 2022，15(10) ：3490.
[15] 張計(jì)科，王貴發(fā). 基于阻抗重塑的多并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)諧振抑制方法研究[J] . 電網(wǎng)與清潔能源，2023，39(6) ：1-7.
[16] AGORRETA J L, BORREGA M, LOPEZ J, et al.Modeling and control of N-paralleled gridconnected inverters with LCL filter coupled due to grid impedance in PV plants[J].IEEE Transactions on Power Electronic，2011，26(3) ：770-785.
[17] LU M, YANG Y, JOHNSON B, et al.An Interaction-Admittance Model for Multi-Inverter Grid-Connected Systems[J].IEEE Transactions on Power Electronic，2018，34(8) ：7542-7557.
[18] 張林，張海波，蔣維勇，等. 基于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)虛擬同步阻抗的虛擬同步機(jī)功率解耦策略[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2024，44(15) ：6010-6023.
[19] XIONG R, LEE Y, ZHAO J.Modeling and analysis of stability for parallel inverters operated with instantaneous maximum current control strategy[C]//In Proceedings of the Multiconference on “Computational Engineering in Systems Applications”，2006.
[20] 楊濤，呂剛，徐菁，等. 微電網(wǎng)改進(jìn)下垂控制方法的小信號(hào)穩(wěn)定性分析[J] . 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2015，48(5) ：690-696.
[21] HE J , LI Y W . Analysis , design , and implementation of virtual impedance for power electronics interfaced distributed generation[J].IEEE Transactions on Industry Applications，2011，47(6) ：2525-2538.
[22] WANG X, BLAABJERG F, CHEN Z, et al.Resonance analysis in parallel voltage-controlled distributed generation inverters [C] // In Proceedings of the 2013 Twenty-Eighth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC)，2013.
[23] CORRADINI L , MATTAVELLI P , CORRADIN M ,et al . Analysis of parallel operation of uninterruptible power supplies loaded through long wiring cables[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2009，25(4) ：1046-1054.