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第46卷第14期2022年7月25日电0系统启动伐Vol.46No.14Jul.25,2022

DOI：10.7500/AEPS202U115001AutomationofElectricPowerSystems

极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法

于彦雪打胡鹏飞1,陈玉树2,范元亮彳，修晓青彳

(1-浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市310027；2.国网福建省电力有限公司，福建省福州市350003；

3.国网福建省电力有限公司电力科学研究院，福建省福州市350007；4.中国电力科学研究院有限公司，北京市100192)

摘要：针对极弱电网下并网点电压跌落引起并网逆变器有功功率传输受限的问题，提出一种并网

点电压分段自适应补偿控制方法。在对单位功率因数控制下并网逆变器运行电流与同步稳定性、

并网点电压、有功功率、电网阻抗之间的关系进行深入分析的基础上，根据纯感性电网下逆变器并

网点电压幅值跌落不大于10%且最大化功率因数的原则，设计分段自适应补偿系数，并考虑功率

因数不小于0.9的并网要求，分析电压补偿范围。此外，考虑电网阻性成分，以阻抗比为0.31的高

压输电线路为例，讨论所提控制方法的适用性。理论分析和实验结果表明，在纯感性和阻抗比为

0.31的电网中，补偿后并网逆变器所能传输的有功功率最大值分别提高100%和40%,使逆变器可

稳定运行在短路比接近于1的极弱电网中。

关键词：极弱电网；可再生能源；并网逆变器；功率传输能力；电压补偿控制

0引言和g轴并网电流％变化对GCI输出功率代的影响，

结果表明当SCR较低时，因PCC电压下降明显，代

逆变器作为光伏、风电、储能等单元的电力电子

对力的偏导数由正变负，从而制约了GCI弱电网运

并网接口装置，其功率传输多依靠直接并网电流控

行时功率控制的稳定性；文献［8］将在输入、输出不

制⑴。随着逆变器并网规模的扩大和功率等级的提

平衡有功功率驱动下衡量GCI工作点的稳定性定

高，逆变器对大电网的影响也越来越大⑷。为了保

义为静态稳定性，并对GCI功率传输的静态稳定性

证电网的供电质量，当接口逆变器经高压输电线路

(即静态功率稳定性)进行了研究，得到了有功功率-

并网时，要求其在公共连接点(pointofcommon

电流、有功功率-功角曲线的极值点表达式，并进一

coupling,PCC)的电压变化最大不超过±10%、功率

步分析了GCI输出无功电流的影响。当SCR较低

因数(powerfactor,PF)最小不低于0.9⑸。正常电

时，为了改善GCI的功率传输能力，无功功率补偿

网下，并网逆变器(grid-connectedinverter,GCI)可

设备得以应用，如文献［9］对比了静止无功发生器

在单位功率因数控制下进行稳定有效的功率传输。

(staticvargenerator,SVG)和静止无功补偿器

然而，考虑到大规模新能源发电多位于距离主干电

(staticv