开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑

马志豪; 孙丹; 刘纯; 毕家瑞

doi:10.13336/j.1003-6520.hve.20232251

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开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑

新能源并网装备及控制关键技术专题 | 更新时间：2026-01-09

- 开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑
- 开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑
- 高电压技术 2025年51卷第4期页码：1609-1618
- 作者机构：
  
  1. 浙江大学电气工程学院
  2. 可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部管理科技项目(5100-202155293A-0-0-00)~~
- DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20232251
  中图分类号： TM46;TM341
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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马志豪, 孙丹, 刘纯, 等. 开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑[J]. 高电压技术, 2025,51(4):1609-1618.

马志豪, 孙丹, 刘纯, et al. 开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑[J]. 2025, 51(4): 1609-1618.
马志豪, 孙丹, 刘纯, 等. 开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑[J]. 高电压技术, 2025,51(4):1609-1618. DOI： 10.13336/j.1003-6520.hve.20232251.

马志豪, 孙丹, 刘纯, et al. 开绕组同步电机接口并网变流器功率控制及暂态支撑[J]. 2025, 51(4): 1609-1618. DOI： 10.13336/j.1003-6520.hve.20232251.

摘要

随着高比例新能源电力系统的发展，系统等效转动惯量大幅下降，电网发生故障时，系统频率稳定问题愈发凸显。针对该问题，提出了一种以开绕组电励磁同步电动机(open-windingwoundfieldsynchronousmotor

OW-WFSM)为接口的并网变流器供电系统。在建立OW-WFSM数学模型的基础上，分析了系统功率、电压电流矢量关系，由此设计了基于相位差闭环控制的变流器矢量控制策略以及OW-WFSM励磁系统无功-电压协调控制策略，实现了变流器与OW-WFSM的功率解耦控制与稳定传输，并利用Lyapunov稳定性定理对控制原理进行了分析验证。通过对系统暂态频率支撑能力的分析，证明了所提拓扑中OW-WFSM仍具备惯量响应能力。同时，采用电机转子位置定向的变流器能够自然增发有功，实现了电网惯性和有功支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

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