用于构网型光伏逆变器并网检测的工况模拟方法

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.11.010

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (11): 72-77.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.11.010

用于构网型光伏逆变器并网检测的工况模拟方法

李新强¹, 王忠², 王嘉石¹

¹ 上海电器科学研究所(集团)有限公司, 上海 200063
² 中国合格评定国家认可中心, 北京 100028

收稿日期:2025-08-12 出版日期:2025-11-30 发布日期:2025-12-11
作者简介:李新强(1982—),男,高级工程师,主要从事新能源与智能电网产品及系统检测认证研究。|王忠(1974—),男,高级工程师,主要从事实验室认可评审技术与管理优化、新型电力系统检测领域认可关键技术研究。|王嘉石(1993—),男,工程师,主要从事电能转换装置用功率半导体器件测评技术研究。
基金资助:
国家市场监督管理总局科技计划项目(2024MK224)

Operation Condition Emulation Method for Grid-Connection Testing of Grid-Forming Photovoltaic Inverters

LI Xinqiang¹, WANG Zhong², WANG Jiashi¹

¹ Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group) Co., Ltd., Shanghai 200063, China
² China National Accreditation Service for Conformity Assessment, Beijing 100028, China

Received:2025-08-12 Online:2025-11-30 Published:2025-12-11

摘要/Abstract

摘要：

构网型控制技术通过逆变器控制系统模拟同步机惯量特性,为提升电网动态稳定性提供了有效解决方案。在光伏逆变器中,借助直流电压控制,利用直流电容中储存的能量实现惯量模拟。现有测试用电网模拟器普遍仅关注交流侧电网特性模拟,忽略光伏逆变器直流侧电源特性的影响,难以满足构网型光伏逆变器交直流协同控制策略的测试需求,提出交直流双端口工况模拟测试平台创新方案。通过同步模拟交流侧电网电压、频率与阻抗特性及直流侧光伏发电动态特性,构建了一种面向构网型光伏逆变器并网检测的全工况模拟方法。

关键词: 构网型光伏逆变器, 工况模拟, 电网模拟, 发电侧模拟

Abstract:

Grid-forming control technology provides an effective solution for improving the dynamic stability of power grids by simulating the inertia characteristics of synchronous machines through converter control systems.In photovoltaic inverters,the inertia simulation is achieved by controlling the DC voltage and utilizing the energy stored in the DC capacitor.Conventional grid simulators often focus on AC-side grid characteristics ignoring the impact of the DC-side power source for photovoltaic inverters,which makes it unable to meet the testing requirements for AC-DC coordinated control strategies of grid forming photovoltaic inverters.An innovative scheme for an AC-DC dual-port operating condition simulation test platform is proposed.By synchronously simulating the AC-side grid voltage,frequency and impedance characteristics,as well as the DC-side photovoltaic power generation dynamic characteristics, a full-condition simulation method for grid-connected testing of grid-forming photovoltaic inverters is constructed.

Key words: grid-forming photovoltaic inverter, operation condition simulation, grid simulation, generator-side simulation

中图分类号:

TM464

李新强, 王忠, 王嘉石. 用于构网型光伏逆变器并网检测的工况模拟方法[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(11): 72-77.

LI Xinqiang, WANG Zhong, WANG Jiashi. Operation Condition Emulation Method for Grid-Connection Testing of Grid-Forming Photovoltaic Inverters[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(11): 72-77.

图/表 11

图1

图2

图3

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表1

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图8

图9

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参考文献 20

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参数	数值	备注
直流电容 C_dc/μF	2 200	基于电压波动抑制要求,由式(7)计算
线路电感 L_line/mH	10	参考典型低压配电网参数(L/R≈10)^[15]
线路电阻 R_line/Ω	1	参考典型配电网电阻参数(L/R≈10)
惯量系数 J/(kg?m²)	0.1	根据电网频率响应要求(时间常数≈0.5 s)设计
有功阻尼系数 D_p/(N?m?s?rad^-1)	5	参考文献[6]中稳定性判据(确保特征值实部为负)
低通滤波器时间常数T/s	0.01	抑制高频噪声同时保证相位延迟<5°(50 Hz时)
额定直流电压 u_dc/V	750	—
直流电压给定值U_dcref/V	750	—
直流额定有功功率P_n/kW	20	—
交流电网电压幅值给定值U₀/V	311	—
交流电网电压频率给定值f₀/Hz	50	—

用于构网型光伏逆变器并网检测的工况模拟方法

Operation Condition Emulation Method for Grid-Connection Testing of Grid-Forming Photovoltaic Inverters

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