2026年9月9日15:30,恒爱精诚团队举办了本学期第1期文献阅读分享活动(“读报”活动)。本次“读报”活动由张兴老师、李明老师指导,李明老师及刘景琦、刘冉、戴欣玥、李梓嘉4位同学结合各自研究方向,围绕新能源“高比例、高电力电子化”背景下的并网变流器稳定控制、混合同步控制、暂态稳定性分析、构网型与跟网型变流器混联系统稳定性以及模型预测控制等前沿问题,对相关文献进行了深入解读与交流分享。活动聚焦新型电力系统中变流器控制与稳定性这一核心方向,为本学期系列“读报”活动拉开序幕。

图 1 读报活动现场
李明老师分享的主题是:“非线性控制赋能‘双高’下并网变流器多机协同稳定控制”。随着新能源渗透率不断提高,电力系统呈现出高比例新能源、高比例电力电子设备的“双高”特征,宽频振荡、连锁脱网及大规模停电等稳定性问题日益突出,单一的跟网型或构网型控制方式已难以满足复杂电网环境下的稳定运行需求。围绕这一问题,李明老师介绍了非线性控制方法在多变流器协同稳定控制中的应用思路,重点讨论不同类型并网变流器之间的动态交互与协同控制问题,并从提升系统稳定裕度、增强扰动适应能力等方面分析了相关方法的研究意义,为新能源高比例接入背景下并网变流器的稳定控制提供了新的研究思路。

图 2 李明老师进行分享
刘景琦同学分享的文献题目是:一种用于并网逆变器的级联混合同步控制方法。在新能源高渗透下,弱电网中传统跟网控制会因锁相环与电网阻抗耦合易失稳,传统构网控制在强电网下易振荡,相角调节完全依赖频率积分会产生频率偏移。针对这些问题,该文献提出一种级联混合同步控制方法,在PLL跟网架构上级联功率环,将有功误差映射到q轴电压Eq,形成两条相角调节路径,融合跟网与构网同步。仿真实验表明,该方法可提升弱网稳定性、加快相角响应、抑制频率振荡偏移,并适应较宽短路比。不足是极弱/极强工况对比不充分,且PLL叠加积分会影响下垂特性。

图 3 刘景琦同学进行读报
刘冉同学分享的文献题目是:基于二维相图法的混合并联变流器暂态稳定性分析。新能源并网场景中,跟网型变流器功率调节能力较强,但在弱电网条件下暂态稳定性不足;构网型变流器能够提供电压、频率支撑,却难以适应强电网工况。将二者并联运行可以实现性能互补,但电压跌落等大扰动下二者功角存在强耦合,传统暂态分析方法难以直观表征双功角的耦合动态,给混合并联系统的暂态稳定分析带来困难。该文献提出二维相图法开展混合并联变流器暂态稳定性分析,建立系统三阶暂态模型,提取关键变量做降维投影,在同一相平面得到GFL、GFM的平衡曲线与相轨迹,区分两类失稳机理。仿真与实验验证了分析结论;电压跌落加深会使GFL和GFM平衡曲线同时向内收缩,降低功角方向的稳定裕度;GFM功率参考值Pref增大会使GFM平衡曲线收缩,减小δ2方向的稳定裕度;适度降低GFL有功电流、增加无功电流可以扩大功角缓冲区并促进SEP形成;增大GFL的Kp或减小Ki可以增强δ1方向的阻尼,减小功角超调及轨迹越界的可能性。该方法可直观展示双功角耦合过程,但舍弃了角速度信息,且不能直接适配VSG这类含惯量的构网控制。

图 4 刘冉同学进行读报
戴欣玥同学分享的文献题目是:“从小信号同步视角探讨GFM-GFL变流器混联系统稳定性与耦合性的定量参数条件”。随着新能源渗透率不断提高,电力系统的同步机制逐渐由传统同步发电机转向电力电子变流器控制,而构网型变流器(GFM)与跟网型变流器(GFL)在同步机制上的差异,使二者混联运行时容易产生复杂的动态耦合与振荡问题。该文献建立了包含网络线路动态的GFM-GFL混联系统小信号同步稳定性模型,并基于矩阵摄动理论给出两类变流器的定量解耦条件,指出只有在动态时间尺度接近且同步作用足够强时,二者才会形成明显耦合。针对解耦与强耦合两种情况,文献分别提出基于阻尼关系和小相位定理的稳定性判据,并通过MATLAB/Simulink仿真验证了相关理论,为混联变流器控制参数设计及系统稳定性分析提供了具有明确物理意义的理论依据。

图 5 戴欣玥同学进行读报
李梓嘉同学分享的文献题目是:“支持构网与跟网模式切换的LCL滤波变流器统一模型预测控制”。随着新能源与电力电子设备占比不断提高,并网变流器不仅需要具备跟随电网运行的能力,还需要在弱电网及故障情况下主动支撑电压和频率。针对传统级联控制在功率阶跃、模式切换及电压跌落过程中存在振荡、超调和故障初始电流越限等问题,该文献提出一种统一模型预测控制(MPC)方法,通过完整建立LCL滤波器预测模型,并将PCC电压视为外部扰动,使构网与跟网模式能够通过参考值和权重调整实现切换,而无需改变MPC内环结构。实验结果表明,在11.1 kVA实物变流器平台的强、弱电网工况下,该方法均能实现GFL与GFM模式稳定切换,并有效减小功率振荡与动态超调;在三相电压跌落条件下,通过参考限幅与预测电流约束相结合,还能够有效抑制故障初始过流,体现出较好的动态性能与工程应用潜力。

图 6 李梓嘉同学进行读报
在每一位同学汇报结束后,张兴老师围绕文献的研究背景、研究意义、技术路线及研究方法进行了深入点评与交流,并结合论文中的具体问题,引导同学们进一步思考研究问题是如何提出的、研究方法为何这样选择,以及理论分析、仿真验证与实验结果之间如何形成完整的逻辑闭环。张老师强调,文献阅读不能仅停留在对结论和公式的理解上,更重要的是学习论文背后的“方法论”,从优秀文献中提炼研究问题、分析思路和验证方法,逐步建立从“发现问题—提出方法—理论分析—实验验证—总结规律”的科研思维。与会同学积极参与讨论,在交流中进一步加深了对相关研究内容的理解,也为今后的课题研究拓展了思路。
最后,本期“读报”活动在充分的交流与讨论中圆满结束。“读报”活动不仅是团队了解学科前沿、开展学术交流的重要途径,也是同学们锻炼文献阅读能力、学术表达能力和科研思辨能力的重要平台。通过对前沿论文的系统梳理与深入讨论,同学们能够在掌握具体研究内容的同时,更加注重对论文研究逻辑和方法体系的学习,并将其中具有启发性的研究思路逐步运用到自身科研工作中。希望大家在后续学习与研究中继续保持主动阅读、勤于思考、积极交流的良好习惯,在一次次“读报”分享中不断提升科研能力与学术素养。