2024年含构网型与跟网型变换器的系统稳定性报告

西安交通大学的研究背景指出，随着新能源占比提升和电力电子设备应用增加，新型电力系统对设备属性和电网需求之间的匹配提出了新的挑战。传统电力系统以同步电机为主体，而新型电力系统则面临逆变器与同步机在设备属性和电网需求上的不匹配问题。

研究讨论了以频率控制为例的“技术优先”与“管理优先”的两种方案，并分析了构网型和跟网型逆变器在稳定性方面的差异。构网型与跟网型变流器在控制架构上存在对偶规律，包括电压-电流、有功-无功、d轴-q轴等。跟网型逆变器在弱电网中易因电流环带宽失稳，而构网型逆变器在强电网中易因电压环带宽失稳。

研究提出了基于阻抗电路模型的构网型变流器稳定控制设计方法，将所有控制参数对应为独立的虚拟阻抗元件，并通过电路视角进行物理解读。研究还拓展了构网型控制技术的应用，包括构网型+储能、构网型+MPPT新能源、构网型+HVDC和构网型+MMC等场景。

研究采用阻抗传递函数法对含多变流器的电力系统进行建模和分析，并提出了基于同步转矩系数法的装备特性建模方法。研究还介绍了稳定性分析软件SimplusGridTool和数值计算方法，包括状态空间、隐式状态空间、坐标变换和离散化等。

研究结论指出，构网型和跟网型变流器在稳定性方面存在对偶规律，阻抗电路模型可以有效用于构网型变流器的稳定控制设计，构网型控制技术可以拓展应用于多种场景，阻抗传递函数法和同步转矩系数法可以有效分析含多变流器的电力系统稳定性，SimplusGridTool和状态空间等数值计算方法可以用于稳定性分析。