多模式逆变器：面向网格形成、网格跟随及更广范畴的统一控制设计

我们提出了一种新颖的集成控制框架，以实现逆变器操作模式之间无缝切换。操作模式范围包括网格形成（GFM）、网格跟随（GFL）、静态同步补偿器（STATCOM）、储能系统（ESS）以及电压源逆变器（VSI）。该提议控制架构无论具体采用何种模式，均能保证稳定性、鲁棒性和性能。核心概念在于建立反馈控制系统的统一代数结构，其中不同模式由闭环信号的幅值定义。我们展示了这一方法的结果，形成了一个二维的操作模式连续体，并通过动态调整闭环变量向相应的setpoint 实现实现模式之间的转换轨迹。在闭环系统的任何模式以及在模式之间转换期间，均提供了稳定性、鲁棒性和基本限制分析。该设计即使在 GFM 操作和弱网条件下，也能实现稳定且增强的并网集成。最终，我们通过仿真和实验展示了所提方案框架的关键特性，展示了其在并网运行中的无缝切换、离网模式中的功能以及对线路阻抗不确定性的鲁棒性。