面向小信号安全区域的网格跟随与网格形成切换控制
系统与控制
2026-03-23 v1 系统与控制
摘要
在高渗透率可再生电力系统中， operating scenarios 复杂且高度可变，网格连接逆变器 (GCIs) 可能需要过渡到不同的控制模式以适应多样化的电网条件。在这些控制模式之间切换时，网格跟随 (GFL) 和网格形成 (GFM) 控制模式的切换尤为关键。然而，针对 GCIs 的安全且鲁棒的 GFL-GFM 切换控制策略仍鲜为人知。为此，本文建立了完整的小信号状态空间模型，用于描述 GFL-GFM 切换系统，精确反映所有内部电路和控制动力学。随后，定义并刻画了小信号安全区域 (SSSR)，并深入研究了多参数对 SSSRs 和内部稳定性边际分布 (ISMD) 的影响。进而，提出一种新型综合稳定性指数 (CSI)，将稳定性边际、参数灵敏度和边界距离集成其中。基于该 CSI，设计了一种多目标自适应 GFL-GFM 切换控制策略，以保证系统的动态安全性和鲁棒性。最后，通过电磁瞬态 (EMT) 仿真验证了本文提出的 GFL-GFM 切换系统的 SSSR 分析方法以及设计的 CSI 基于的切换控制机制。
引用
@article{arxiv.2603.19618,
title = {Grid-following and Grid-forming Switching Control for Grid-connected Inverters Considering Small-signal Security Region},
author = {Qiping Lai and Yi Shen and Chen Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.19618},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 11 figures