跟/构网异构新能源场站分层协同稳定控制策略

常永康; 李明; 张兴; 刘恩俊; 毛永涛

doi:10.7500/AEPS20251205001

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跟/构网异构新能源场站分层协同稳定控制策略

更新时间：2026-09-03

- 跟/构网异构新能源场站分层协同稳定控制策略
- Hierarchical Cooperative Stability Control Strategy for Heterogeneous Renewable Energy Power Stations with Grid-following and Grid-forming Converters
- 电力系统自动化 2026年页码：1-18
- 作者机构：
  
  可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室（合肥工业大学），安徽省合肥市 230009
- 作者简介：
  
  常永康(2000—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源并网逆变器稳定性控制。E-mail：cyk2000@mail.hfut.edu.cn
  李明(1993—)，男，通信作者，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：新能源并网逆变器稳定分析及控制。E-mail：liming2021@tsinghua.org.cn
  张兴(1963—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：并网逆变器和分布式发电系统。E-mail：honglf@ustc.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部管理科技项目(5419-202355789A-3-8-KJ)
- DOI：10.7500/AEPS20251205001
  中图分类号：
- 收稿：2025-12-05，
  
  修回：2026-04-14，
  
  网络首发：2026-09-03，
- 稿件说明：
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常永康,李明,张兴等.跟/构网异构新能源场站分层协同稳定控制策略[J/OL].电力系统自动化, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251205001.

CHANG Yongkang,LI Ming,ZHANG Xing,et al.Hierarchical Cooperative Stability Control Strategy for Heterogeneous Renewable Energy Power Stations with Grid-following and Grid-forming Converters[J/OL].Automation of Electric Power Systems, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251205001.
常永康,李明,张兴等.跟/构网异构新能源场站分层协同稳定控制策略[J/OL].电力系统自动化, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251205001. DOI：

CHANG Yongkang,LI Ming,ZHANG Xing,et al.Hierarchical Cooperative Stability Control Strategy for Heterogeneous Renewable Energy Power Stations with Grid-following and Grid-forming Converters[J/OL].Automation of Electric Power Systems, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251205001. DOI：

摘要

随着新能源渗透率的持续提升，电力电子变流器在现代电力系统中扮演着日益重要的角色。然而，大规模电力电子设备的接入改变了电网的固有特性，具体表现为系统短路比下降、惯性减弱，以及新能源场站频繁投切和功率波动带来的非线性扰动。在此背景下，传统的跟网型和构网型变流器均难以完全适应新型电力系统的运行需求。因此，通过引入无源性理论，从能量流动角度出发，对传统的跟/构网变流器的底层控制进行重构，并针对新能源场站中的多机系统，设计了异构多机场站分层协同控制的统一稳定性设计框架。该框架不仅增强了变流器在复杂工况下的稳定运行能力，还通过分层多机协同机制，在提升系统电压支撑能力的同时，实现了功率的快速调节，并进一步强化了系统抵御非线性扰动的能力。

Abstract

With the continuous growth of renewable energy penetration

power electronic converters are playing an increasingly vital role in modern power systems. However

the integration of large-scale power electronic devices has changed the inherent characteristics of power grids

which is specifically reflected in reduced system short-circuit ratio

weakened system inertia

and nonlinear disturbances induced by frequent switching operations and power fluctuations of renewable energy stations. Against this background

both traditional grid-following and grid-forming converters fail to fully satisfy the operation demands of new power systems. Therefore

this paper reconstructs the bottom-layer control of traditional grid-following/grid-forming converters by introducing passivity theory from the perspective of energy flow. Meanwhile

for multi-unit systems in renewable energy stations

a unified stability design framework for hierarchical cooperative control of heterogeneous multi-unit stations is designed. This framework can not only improve the stable operation capacity of converters under complex operating conditions

but also boost the system voltage support capacity and realize the fast power regulation via a hierarchical multi-unit cooperative mechanism. Furthermore

it further enhances the nonlinear disturbance rejection capacity of the system.

关键词

Keywords

references

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