MGP-based Grid-connection Control and Optimization Method for Photovoltaic Power Stations

PAN Xu; HUANG Yongzhang; FAN Ziyuan; XU Jiawang; LI Chenyang; XU Guorui

doi:10.20204/j.sp.2025.07008

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MGP-based Grid-connection Control and Optimization Method for Photovoltaic Power Stations

RENEWABLE ENERGY GRID INTEGRATION AND ENVIRONMENTAL PROTECTION SYNERGISTIC TECHNOLOGY | 更新时间：2025-10-24

- MGP-based Grid-connection Control and Optimization Method for Photovoltaic Power Stations
- Vol. 53, Issue 7, Pages: 61-68(2025)
- 作者机构：
  
  1. 华北电力大学电气与电子工程学院,北京,102206
  2. 三峡大学电气与新能源学院,湖北,宜昌,443002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.07008
  CLC：
- Published Online：20 July 2025，
  
  Published：20 July 2025
- 稿件说明：
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泮旭,黄永章,范子渊,徐佳旺,李晨阳,许国瑞.基于MGP的光伏电站启动并网控制及优化方法[J].智慧电力,2025,53(7):61-68.

PAN Xu, HUANG Yongzhang, FAN Ziyuan, et al. MGP-based Grid-connection Control and Optimization Method for Photovoltaic Power Stations[J]. 2025, 53(7): 61-68.
泮旭,黄永章,范子渊,徐佳旺,李晨阳,许国瑞.基于MGP的光伏电站启动并网控制及优化方法[J].智慧电力,2025,53(7):61-68. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07008.

PAN Xu, HUANG Yongzhang, FAN Ziyuan, et al. MGP-based Grid-connection Control and Optimization Method for Photovoltaic Power Stations[J]. 2025, 53(7): 61-68. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07008.

摘要

当前针对新能源经同步电动机-同步发电机对（MGP）并网系统的研究主要集中于稳定性分析，缺乏系统化的启动并网技术方案。基于此，以兆瓦级光伏电站为例，通过改进传统矢量控制策略，提出由场站逆变器驱动MGP的三阶段启动并网方案。首先，为直流升压与逆变环节分别设计定电压控制与定转速控制，确保MGP顺序启动至额定转速；其次，引入相位差控制策略用于精细化调节并网相位差，并在并网后切换至空载状态，以抑制并网冲击；最后，待并网暂态响应结束，各光伏单元切换至稳态控制模式，逐步提升有功出力。PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真表明，所提方案可实现MGP的可靠启动，各阶段切换过程平滑，且对光伏单元及电网侧的冲击电流较小。

Abstract

Current research on renewable energy integration systems via motor-generator pairs （MGP） primarily focuses on stability analysis， lacking systematic technical solutions for startup and grid connection. Addressing this gap， this study takes a megawatt-level photovoltaic （PV） power station as an example. By improving traditional vector control strategies， it proposes a three-phase grid-connection scheme where the station-level inverter drives the MGP. Firstly， constant voltage control and constant speed control are designed for the DC boost and inverter stages respectively， ensuring the MGP starts sequentially and reaches its rated speed. Secondly， a phase difference control strategy is introduced for fine-tuning the grid-synchronization phase difference. After grid connection， the system switches to a no-load state to suppress inrush current. Finally， once the transient response subsides， all PV units switch to steady-state control modes， gradually increasing active power output. PSCAD/EMTDC electromagnetic transient simulations demonstrate that the proposed scheme enables reliable MGP startup， ensures smooth transitions between phases， and results in minimal inrush current on both the PV units and the grid side.

关键词

Keywords

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