重新审视构网型与跟网型逆变器：一种对偶理论
系统与控制
2022-01-28 v3 系统与控制
摘要
用于可再生能源并网的电功率电子变换器可分为构网型(grid-forming)与跟网型(grid-following)逆变器。它们具有某些相似性，但也存在若干重要差异，这意味着二者关系相当微妙且有时模糊。本文提出一种基于对偶性的新视角以产生新见解。它成功地将两类逆变器的电网接口与同步特性以对称、优雅且技术中立的形式统一起来。分析表明，构网型与跟网型逆变器在以下几方面互为对偶：a) 同步控制器：频率下垂控制与锁相环(PLL)；b) 电网接口特性：电流跟随电压构建与电压跟随电流构建；c) 摇摆特性：电流-角度摇摆与电压-角度摇摆；d) 内环控制器：输出阻抗整形与输出导纳整形；e) 电网强度兼容性：强网不稳定与弱网不稳定。还推导了对偶形式的摇摆方程，揭示了电网强度、同步控制器与内环控制器之间的动态交互。针对小信号与暂态/大信号下的不良稳定性情形产生了见解。理论分析与仿真结果用于说明简单单逆变器-无穷大母线系统及多逆变器电网的算例。
引用
@article{arxiv.2105.13094,
title = {Revisiting Grid-Forming and Grid-Following Inverters: A Duality Theory},
author = {Yitong Li and Yunjie Gu and Timothy C. Green},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13094},
year = {2022}
}