基于MGP的光伏电站启动并网控制及优化方法

泮旭; 黄永章; 范子渊; 徐佳旺; 李晨阳; 许国瑞

doi:10.20204/j.sp.2025.07008

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 读者登录期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于MGP的光伏电站启动并网控制及优化方法

新能源并网与环保协同技术 | 更新时间：2025-10-24

- 基于MGP的光伏电站启动并网控制及优化方法
- MGP-based Grid-connection Control and Optimization Method for Photovoltaic Power Stations
- 智慧电力 2025年53卷第7期页码：61-68
- 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
  中图分类号：
- 网络出版：2025-07-20，
  
  纸质出版：2025-07-20
- 稿件说明：
移动端阅览
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

references

刘辉，于思奇，孙大卫，等.构网型变流器控制技术及原理综述[J].中国电机工程学报，2025，45（1）：277-297.

杨欢红，焦伟，黄文焘，等.考虑暂态功角稳定和故障限流的并网逆变器下垂暂态控制策略[J].电力系统保护与控制，2023，51（23）：59-70.

周柯，金庆忍，莫枝阅，等.虚拟同步机并网运行下电网谐波抑制和故障穿越策略[J].电力系统保护与控制，2024，52（9）：166-173.

桑顺，齐琛，苗风麟，等.附加储能的直驱型风电机组的构网型控制与小信号稳定性分析[J].电网技术，2025，49（5）：1878-1886.

高本锋，邓鹏程，孙大卫，等.基于匹配控制的构网型直驱风电场次同步振荡机理与特性研究[J].电工技术学报，2024，39（9）：2755-2770.

黄永章，卫思明.高渗透率的新能源电力并网系统及稳定性控制方法：中国，201510695496.3[P]. 2015-10-23.

周莹坤，卫思明，许国瑞，等.电机串联新能源并网系统的控制方法及其运行模式[J].电工技术学报，2016，31（S2）：159-166.

ZHOU Y，XU G，WEI S，et al. Experiment study on the control method of motor-generator pair system[J]. IEEE Access，2017，6：925-936.

管飞，卫思明，付文启，等.光伏电源经新能源同步机并网的仿真研究[J].智慧电力，2021，49（7）：23-30.

杨鑫，黄永章，付文启，等.新能源同步机与调相机在高比例新能源电网中应用的比较[J].大电机技术，2022（1）：7-12，20.

武倩羽，周莹坤，李晨阳，等.新能源同步机并网系统惯性特性的理论和实验研究[J].大电机技术，2019，（6）：41-46.

王岳，李晨阳，黄永章，等.基于光伏-MGP并网系统的控制参数整定方法[J].智慧电力，2023，51（10）：15-22，110.

付文启，黄永章，杨鑫，等.光伏驱动新能源同步机并网的调频能力研究[J].电气传动，2022，52（10）：21-27.

王强，杨策，郭伟.MGP与储能联合参与新能源电网调频的研究[J].南方电网技术，2022，16（10）：57-67.

李晨阳，黄永章，周莹坤.逆变器并联驱动MGP的矢量控制策略[J].大电机技术，2019，（6）：35-40.

武广.变频软启动系统在空压机大功率电机控制中的应用[J].现代工业经济和信息化，2023，13（12）：150-151，154.

司小庆，王徐延，叶婷，等.大容量电机启动方式对电网的影响[J].电力建设，2014，35（7）：121-125.

桑建斌，李玉平，丁俊健，等.基于递归型定频采样变数据窗离散傅氏算法的大型旋转电机启机保护[J].电力系统保护与控制，2023，51（6）：137-144.

王灿，周欣，唐星祝，等.大容量电机启动对电网电压暂降的影响分析[J].湖南电力，2021，41（3）：12-16.

TARVIRDILU-ASL R，NALAKATH S，XIA Z，et al. Improved online optimization-based optimal tracking control method for induction motor drives[J]. IEEE Transactions on Power Electronics，2020，35（10）：10654-10672.

彭勃，张定华，刘浩平.无刷直流励磁同步电机启动控制策略研究[J].电气传动，2021，51（4）：3-7.

朱军，程志磊，汪旭东，等.一种永磁同步电机电流直接反馈矢量控制[J].电机与控制学报，2015，19（6）：35-40.

姚美齐，蔡旭.大型光伏电站内网拓扑结构比较分析[J].电网技术，2017，41（5）：1406-1411.

汤蕴璆.电机学（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2014.249-311.

李文芳，焦妍.永磁同步电机低开关频率的无差拍解耦控制策略[J].电气传动，2017，47（5）：3-6.

洪乃刚.电力电子、电机控制系统的建模和仿真[M].北京：机械工业出版社，2010.188-202.

郑伟强，高长伟，郑炜亮，等.一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略[J].可再生能源，2022，40（2）：260-265.

查看原文

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

可变速抽水蓄能机组控制系统的仿真研究

基于Matlab的双馈感应风力发电机组暂态模型

不同类型光伏电池的光伏电站聚合建模研究

基于DIgSILENT/PowerFactory的配电网光伏电站接纳极限容量及安全稳定评估

基于多主站协调控制的光伏电站一次调频应用研究