极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法

于彦雪; 胡鹏飞; 陈玉树; 范元亮; 修晓青

doi:10.7500/AEPS20211115001

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极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法
- Analysis and Improvement Method of Power Transfer Capability for Grid-connected Inverter in Ultra-weak Grid
- 电力系统自动化 2022年46卷第14期页码：101-108
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市 310027
  2.国网福建省电力有限公司,福建省福州市 350003
  3.国网福建省电力有限公司电力科学研究院,福建省福州市 350007
  4.中国电力科学研究院有限公司,北京市 100192
- 作者简介：
  
  于彦雪(1991—)，女，博士，主要研究方向：新能源发电并网逆变技术。E-mail：yay@zju.edu.cn
  胡鹏飞(1988—)，男，通信作者，博士研究员，主要研究方向：柔性交直流输配电技术、新能源并网与主动配电网、电力电子化电力系统分析与控制。E-mail：hpf@zju.edu.cn
  陈玉树(1973—)，男，硕士，主要研究方向：电力系统及其自动化。E-mail：chen_yushu@fj.sgcc.com.cn
- 基金信息：
  
  国家电网公司总部科技项目(5419-202121241A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20211115001
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-11-15，
  
  修回日期：2022-02-14，
  
  网络出版日期：2022-05-20，
  
  纸质出版日期：2022-07-25
- 稿件说明：
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于彦雪,胡鹏飞,陈玉树等.极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法[J].电力系统自动化,2022,46(14):101-108.

YU Yanxue,HU Pengfei,CHEN Yushu,et al.Analysis and Improvement Method of Power Transfer Capability for Grid-connected Inverter in Ultra-weak Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(14):101-108.
于彦雪,胡鹏飞,陈玉树等.极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法[J].电力系统自动化,2022,46(14):101-108. DOI： 10.7500/AEPS20211115001.

YU Yanxue,HU Pengfei,CHEN Yushu,et al.Analysis and Improvement Method of Power Transfer Capability for Grid-connected Inverter in Ultra-weak Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(14):101-108. DOI： 10.7500/AEPS20211115001.

摘要

针对极弱电网下并网点电压跌落引起并网逆变器有功功率传输受限的问题，提出一种并网点电压分段自适应补偿控制方法。在对单位功率因数控制下并网逆变器运行电流与同步稳定性、并网点电压、有功功率、电网阻抗之间的关系进行深入分析的基础上，根据纯感性电网下逆变器并网点电压幅值跌落不大于10%且最大化功率因数的原则，设计分段自适应补偿系数，并考虑功率因数不小于0.9的并网要求，分析电压补偿范围。此外，考虑电网阻性成分，以阻抗比为0.31的高压输电线路为例，讨论所提控制方法的适用性。理论分析和实验结果表明，在纯感性和阻抗比为0.31的电网中，补偿后并网逆变器所能传输的有功功率最大值分别提高100%和40%，使逆变器可稳定运行在短路比接近于1的极弱电网中。

Abstract

Aiming at the limitation problem of the active power transmission of the grid-connected inverters caused by the voltage drop at the point of common coupling (PPC) in ultra-weak grids

a partitioned adaptive compensation control method for PCC voltage is proposed. The relationships of the operation current with the synchronization stability

PCC voltage

active power

and grid impedance are analyzed in the grid-connected inverters with unity power factor control. Based on the analysis

the partitioned adaptive compensation coefficient is designed according to the principle that the PCC voltage amplitude drop of the inverters in the pure inductive grid is within 10% and the power factor gets maximized. Then

the voltage compensation range is analyzed considering the grid-connected requirement that the power factor is not less than 0.9. In addition

the applicability of the proposed control method is discussed by taking a high-voltage transmission line with an impedance ratio of 0.31 as an example considering the resistive component of the grid. Theoretical analysis and experimental results show that the maximum active power transferred by the grid-connected inverter after the compensation increases by 100% and 40% in the pure inductive power grid and the grid with the impedance ratio of 0.31

respectively. Therefore

the inverters can operate stably in the ultra-weak grid with short-circuit ratio close to 1.

关键词

Keywords

references

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