网格跟随型逆变器内部动力学的扩展阻抗模态分析
系统与控制
2025-03-04 v1 系统与控制
摘要
随着网格跟随型逆变器（Grid-Following, GFL）在电网中的渗透率不断提高，电网的动力学特征发生了显著变化。最近，基于阻抗模型的模态分析（MAI）已被用于评估 GFL 与电网之间的相互作用，通过阻抗/导纳参与因子（Participation Factor, PF）来实现。然而，MAI 依赖于描述端口输入输出行为的阻抗模型，将 GFL 视为单个集成实体，从而限制了其揭示不同控制回路内部复杂动力学耦合机制的能力。本文提出了扩展阻抗模态分析（EMAI）方法。首先，将 GFL 的等效动力学分解为两个组成部分：由相位锁定环（Phase-Locked Loop, PLL）主导的同步动力学和由电流控制回路（Current Control Loop, CCL）主导的电磁动力学。随后计算这两个动力学组成部分的 PF 和参与比（Participation Ratio, PR），以识别系统的主导动力学。基于此，我们引入显式参数参与因子（Parameter Participation Factor, PPF）进一步确定主导控制回路的关键参数，为增强系统稳定性提供了方法。最后，通过修改的 14 节点和 68 节点系统仿真验证了所提方法的有效性。EMAI 方法 enables 对基于阻抗模型分析 GFL 中每个控制回路的动力学特征。它能够在不构建完整状态空间模型的情况下识别影响系统稳定性的关键控制回路，显示出广泛的适用性和价值。
引用
@article{arxiv.2503.00797,
title = {Extended Impedance Modal Analysis of Internal Dynamics in Grid-Following Inverters},
author = {Le Zheng and Jiajie Zheng and Lei Chen and Chongru Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00797},
year = {2025}
}