基于Lyapunov方法提高的栅格跟随转换器瞬态稳定性设计
系统与控制
2025-09-03 v1 系统与控制
摘要
在大扰动下相位角和频率的波动可能导致栅格跟随（GFL）转换器失去同步。同步发生器（SG）的功率角和频率对应于转子位置和速度，而转换器的功率角和频率则缺乏在真实世界中物理上的对应量，因而可以通过控制方法直接调整以防止失去同步。本文提出一种具有复位控制的改进相位锁定循环（PLL）设计用于增强GFL转换器的瞬态稳定性。首先分析了GFL转换器的稳定域（SD），并在不同的短路比下识别出三种形式的SD。其次，基于这三种SD形式的特征，提出两种PLL复位方法，包括omega复位和omega与delta复位。第三次，为了为PLL复位控制提供触发条件，基于三种方法构建了GFL转换器的Lyapunov函数：近似Lyapunov方法、Zubov方法和解析轨迹反转方法。所有这些方法都免受PLL动力学负阻尼问题的影响，这使得传统的能量视角Lyapunov函数无效。最后分析了这三种基于Lyapunov的方法的估计精度，并在单机和多机案例研究中验证了PLL复位控制的有效性。
关键词
引用
@article{arxiv.2509.00489,
title = {Improved PLL Design for Transient Stability Enhancement of Grid Following Converters Based on Lyapunov Method},
author = {Fangyuan Sun and Ruisheng Diao and Ruiyuan Zeng and Junjie Li and Wangqianyun Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.00489},
year = {2025}
}