接入大电网的定频构网与虚拟同步机控制同步稳定性比较研究

雷振宇; 黄震; 宋修贤; 陈磊; 侯凯元; 夏德明; 闵勇

doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2026.0717

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接入大电网的定频构网与虚拟同步机控制同步稳定性比较研究

更新时间：2026-09-19

- 接入大电网的定频构网与虚拟同步机控制同步稳定性比较研究
- Vol. 50, Issue 9, Pages: 3503-3514(2026)
- 作者机构：
  
  1. 清华大学电机工程与应用电子技术系
  2. 国家电网有限公司东北分部
  3. 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学)
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2026.0717
  CLC： TM712
- Published：2026
- 稿件说明：
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雷振宇, 黄震, 宋修贤, et al. 接入大电网的定频构网与虚拟同步机控制同步稳定性比较研究[J]. 2026, 50(9): 3503-3514.
DOI：

雷振宇, 黄震, 宋修贤, et al. 接入大电网的定频构网与虚拟同步机控制同步稳定性比较研究[J]. 2026, 50(9): 3503-3514. DOI： 10.13335/j.1000-3673.pst.2026.0717.

摘要

定频构网(frequency-fixed grid-forming

FF-GFM)控制是一种全新的构网控制策略，在变流器接口电源(converter interfaced generation

CIG)占主导的电力系统中，该控制使CIG在设备能力范围内表现为恒压恒频的理想电压源，显著减少构网CIG的频率动态与相互之间的同步动态，系统频率基本处于额定值，并极大增强系统的同步稳定性。该文进一步研究发现，当定频构网CIG容量占比较低、尚不足以主导系统频率时，虽难以实现系统定频运行，但定频构网仍可发挥积极的电压源支撑作用，并且在同步稳定性方面较虚拟同步机(virtual synchronous generator

VSG)控制更具优势。具体而言，该文首先指出，FF-GFM可通过在现有含低通滤波环节的下垂控制(和VSG完全等效)中引入功率死区实现。随后，基于描述函数法的分析表明，功率死区的引入能够提高系统低频振荡模态的阻尼比；进一步结合故障后系统稳定域以及故障中、后系统轨迹分析，揭示FF-GFM在限流触发与未触发两种情形下均可减小故障期间的等效加速面积、增大故障切除后的减速面积，从而提升大扰动同步稳定性。最后，通过半实物仿真验证了理论分析结论。研究结果表明，定频构网控制在实现方式上与现有构网控制具有良好兼容性，可通过增加功率死区实现。在应用于大电网的过渡阶段，占比较低尚不能实现系统层面的定频，但该策略仍可有效增强构网CIG并网的同步稳定性，为系统从有功-频率耦合形态向全定频运行形态的平稳演进提供关键技术支撑。

Abstract

关键词

Keywords

references

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