考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析

龚迪阳; 陈琼; 李志浩; 唐雅洁; 时晓洁

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2365

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考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析

更新时间：2026-07-21

- 考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析
- 考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析
- 太阳能学报 2026年47卷第5期页码：660-670
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- DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2365
  中图分类号： TM464
- 网络首发：2026-06-04，
  
  纸质出版：2026
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龚迪阳, 陈琼, 李志浩, 等. 考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析[J]. 太阳能学报, 2026,47(5):660-670.

龚迪阳, 陈琼, 李志浩, et al. 考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析[J]. 2026, 47(5): 660-670.
龚迪阳, 陈琼, 李志浩, 等. 考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析[J]. 太阳能学报, 2026,47(5):660-670. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2365.

龚迪阳, 陈琼, 李志浩, et al. 考虑频率限幅器的光伏逆变器并网同步稳定性分析[J]. 2026, 47(5): 660-670. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2365.

摘要

该文考虑频率限幅器的非线性

研究了多工况下光伏逆变器并网系统的同步稳定性。首先

构建计及频率限幅器的系统负反馈线性模型。在此模型基础上

面向限幅前的稳定与失稳工况

利用描述函数法揭示限幅后等幅振荡的内在机理

并定量计算不同限幅值和控制参数下的振荡幅值和频率。最后

搭建Typhoon HIL604半实物仿真测试平台

算例结果验证了限幅触发后分析方法的准确性和有效性。

Abstract

Frequency limiters are typically applied in phase-locked loop （PLL） to prevent large-scale desynchronization between converters and the grid. This study considers the nonlinear characteristics of frequency limiters and investigates the synchronization stability of grid-connected PV converter systems under various operating conditions. Firstly

a negative feedback linear model of the system incorporating the frequency limiter is developed. Based on this model

for both stable and unstable conditions before limiter activation

the describing function method is employed to reveal the intrinsic mechanism of sustained oscillations after limiter activation. The oscillation amplitude and frequency under different limiting values and control parameters are quantitatively calculated. Finally

a hardware-in-the-loop simulation platform based on Typhoon HIL604 is established

and the case-study results verify the accuracy and effectiveness of the proposed analysis method after the limiter is triggered.

关键词

Keywords

references

周孝信, 鲁宗相, 刘应梅, 等. 中国未来电网的发展模式和关键技术[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(29): 4999-5008.

杨银国, 林旭, 吴国炳, 等. 构网型、跟网型非同步机电源并网系统暂态同步稳定性分析[J]. 太阳能学报, 2024, 45(8): 218-228.

KROPOSKI B, JOHNSON B, ZHANG Y C, et al.Achieving a 100% renewable grid: operating electric power systems with extremely high levels of variable renewable energy[J]. Power and energy magazine, 2017, 15(2): 61-73.

李红, 梁军杨, 王振民, 等. 跟网型变换器的小扰动同步稳定机理分析与致稳控制[J]. 电工技术学报, 2024, 39(12): 3802-3815.

王继磊, 张兴, 韩峰,等. 并网逆变器LVRT同步稳定性分析及其优化策略[J]. 太阳能学报, 2024, 45(2): 309-317.

刘巨, 姚伟, 文劲宇. 考虑PLL和接入电网强度影响的双馈风机小干扰稳定性分析与控制[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(11): 3162-3173.

邵冰冰, 赵书强, 高本锋, 等. 多直驱风机经VSC-HVDC并网系统场内/场网次同步振荡特性分析[J]. 中国电机工程学报, 2020, 40(12): 3835-3847.

辛焕海, 李子恒, 董炜, 等. 三相变流器并网系统的广义阻抗及稳定判据[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(5): 1277-1293.

吴广禄, 周孝信, 王姗姗, 等. 柔性直流输电接入弱交流电网时锁相环和电流内环交互作用机理解析研究[J]. 中国电机工程学报, 2018, 38(9): 2622-2633.

王一凡, 赵成勇, 郭春义. 直驱风电场与柔直互联系统的传递函数模型及其低频振荡稳定性分析[J]. 中国电机工程学报, 2020, 40(5): 1485-1498.

CHEN J, GE C, QIANG D, GENG H, et al.Impact of frequency anti-windup limiter on synchronization stability of grid feeding converter[J]. CSEE journal of power and energy systems, 2023, 9(5): 1676-1687.

CHEN J, LIU M, GENG H, et al.Impact of PLL frequency limiter on synchronization stability of grid feeding converter[J]. Transactions on power systems, 2022, 37(3): 2487-2490.

薛安成, 付潇宇, 乔登科, 等. 风电参与的电力系统次同步振荡机理研究综述和展望[J]. 电力自动化设备, 2020, 40(9): 118-128.

KHALIL H K.Nonlinear systems[M]. New York: Prentice Hall, 2001.

许津铭, 凌子涵, 程成, 等. 并网逆变器非线性特性建模及稳定性研究综述[J]. 高电压技术, 2024, 50(1): 370-385.

WU T, JIANG Q, SHAIR J, et al.Inclusion of current limiter nonlinearity in the characteristic analysis of sustained subsynchronous oscillations in grid-connected PMSGs[J]. Transactions on energy conversion, 2021, 36(3): 2416-2426.

WANG X, HE Y, QIN K, et al.Impact of controller saturation on instability behavior of grid-connected inverters[J]. Transactions on power electronics, 2022, 37(7): 7739-7750.

薛安成, 王子哲, 付潇宇, 等. 基于非光滑分叉的直驱风机次同步振荡机理分析[J]. 电力系统自动化, 2020, 44(7): 87-92.

纪君奇, 杨黎晖, 马西奎. 基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器切换型振荡及其非光滑分岔特性[J]. 电工技术学报, 2024, 39(24): 7860-7863.

王永杰, 薛静玮, 魏鑫, 等. 限幅参与的双馈风电接入的系统次同步振荡近似阻抗分析[J]. 电网技术, 2022, 46(5): 1917-1927.

薛安成, 付潇宇, 王嘉伟, 等. 单边限幅参与的并网VSC系统次同步振荡近似分析[J]. 电网技术, 2022, 46(2): 750-758.

吴天昊, 谢小荣, 姜齐荣. 风电系统次同步等幅振荡的机理与特性分析[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(7) : 2689-2699.

戴忠达. 自动控制理论基础[M]. 北京: 清华大学出版社, 1991.

李元萍. 基于波波夫谐波线性化理论的闭环控制系统自激振荡研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2013.

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