计及全域同步稳定性的并网变换器电压前馈时间常数选取方法

刘牧阳; 陈永平; 陈俊儒; 司文佳

doi:10.7500/AEPS20240823002

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计及全域同步稳定性的并网变换器电压前馈时间常数选取方法

学术研究 | 更新时间：2025-07-14

- 计及全域同步稳定性的并网变换器电压前馈时间常数选取方法
- Selection Method for Voltage Feedforward Time Constant for Grid-connected Converter Considering Global Synchronization Stability
- 电力系统自动化 2025年49卷第14期页码：87-98
- 作者机构：
  
  新疆大学电气工程学院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830046
- 作者简介：
  
  刘牧阳(1992—)，女，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统多时间尺度建模与仿真技术、电力系统关键参数、新型电力系统控制与运行机理。E-mail：muyang.liu@xju.deu.cn
  陈永平(1998—)，男，通信作者，博士研究生，主要研究方向：新能源并网控制与稳定性分析。E-mail：chenyongping@stu.xju.edu.cn
  陈俊儒(1991—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源并网与控制技术,电力电子建模、控制与稳定性分析。E-mail：junru.chen@xju.deu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52407147);新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A01004-1)
- DOI：10.7500/AEPS20240823002
  中图分类号：
- 收稿：2024-08-23，
  
  修回：2025-02-05，
  
  网络出版：2025-04-24，
  
  纸质出版：2025-07-25
- 稿件说明：
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刘牧阳,陈永平,陈俊儒等.计及全域同步稳定性的并网变换器电压前馈时间常数选取方法[J].电力系统自动化,2025,49(14):87-98.

LIU Muyang,CHEN Yongping,CHEN Junru,et al.Selection Method for Voltage Feedforward Time Constant for Grid-connected Converter Considering Global Synchronization Stability[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):87-98.
刘牧阳,陈永平,陈俊儒等.计及全域同步稳定性的并网变换器电压前馈时间常数选取方法[J].电力系统自动化,2025,49(14):87-98. DOI： 10.7500/AEPS20240823002.

LIU Muyang,CHEN Yongping,CHEN Junru,et al.Selection Method for Voltage Feedforward Time Constant for Grid-connected Converter Considering Global Synchronization Stability[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):87-98. DOI： 10.7500/AEPS20240823002.

摘要

通过在电流控制环中附加电压前馈控制，可以提高并网变换器的同步稳定性。然而，电压前馈控制的时间常数取值会极大地影响并网变换器的大扰动和小扰动同步稳定性。文中在确保并网变换器全域同步稳定性的情况下，研究了电压前馈控制时间常数的选取方法。首先，通过构建考虑电压前馈控制的并网变换器大信号暂态模型，研究了电压前馈时间常数对并网变换器大扰动同步稳定性的影响机理。其次，通过构建并网变换器的序阻抗模型，分析时间常数对并网变换器小扰动稳定性的影响。然后，综合考虑电压前馈时间常数对变换器大扰动和小扰动同步稳定性的影响，从而明确电压前馈时间常数的选取方法。最后，通过在StarSim半实物平台构建仿真模型，验证了理论分析和选取方法的正确性。

Abstract

By adding voltage feedforward control to the current control loop

the synchronization stability of the grid-connected converter can be improved. However

the time constant value of the voltage feedforward control will significantly affects the large-disturbance and small-disturbance synchronization stability of the grid-connected converter. Therefore

this paper studies the selection method for the time constant of voltage feedforward control while ensuring the global synchronization stability of the grid-connected converter. Firstly

by constructing a large-signal transient model of the grid-connected converter considering voltage feedforward control

the influence mechanism of the voltage feedforward time constant on the large-disturbance synchronization stability of the grid-connected converter is studied. Secondly

by constructing the sequence impedance model of the grid-connected converter

the influence of the time constant on the small-disturbance stability of the grid-connected converter is analyzed. Thirdly

by comprehensively considering the influences of the voltage feedforward time constant on the large-disturbance and small-disturbance synchronization stability of the converter

the selection method for the voltage feedforward time constant is clarified. Finally

by building a simulation model on the StarSim semi-physical platform

the correctness of the theoretical analysis and the selection method is verified.

关键词

Keywords

references

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