含构网型与跟网型新能源的混联系统同步稳定性等值建模及参数分析

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.02.013

湖南电力 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 100-108.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2026.02.013

含构网型与跟网型新能源的混联系统同步稳定性等值建模及参数分析

梅燕¹, 袁霞¹, 陈向宜¹, 周顺^2,3, 唐飞^2,3

1.国家电网有限公司西南分部,四川成都 610041;
2.武汉大学电气与自动化学院,湖北武汉 430072;
3.湖北省交直流智能配电网工程技术研究中心,湖北武汉 430072

收稿日期:2025-11-03 修回日期:2025-12-23 出版日期:2026-04-25 发布日期:2026-05-09
通信作者: 周顺(1997),男,博士研究生,研究方向为构网型技术在电力系统中的应用。
作者简介:梅燕(1990),女,高级工程师,研究方向为电力系统仿真分析、网源协调控制技术等。袁霞(1991),女,高级工程师,研究方向为电力系统仿真分析、网源协调控制技术等。陈向宜(1976),男,教授级高级工程师,研究方向为电力系统稳定与控制、网源协调控制技术等。唐飞(1982),男,教授,博士生导师,研究方向为电力系统稳定与控制、电力系统通信等。
基金资助:
国家电网有限公司西南分部科技项目(52999825000H)

Synchronization Stability Equivalent Modeling and Pa‍ra‍meter Analysis of Hybrid Systems with Grid-form‍ing and Grid-following Renewable Energy Networks

MEi Yan¹, YUAN Xia¹, CHEN Xiangyi¹, ZHOU Shun^2,3, TANG fei^2,3

1. Southwest China Branch of State Grid Corporation of China, Chengdu 610041, China;
2. School of Electrical Engineering and Automation, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
3. Hubei Province AC/DC intelligent Distribution Network Engineering Technology Research Center, Wuhan 430072, China

Received:2025-11-03 Revised:2025-12-23 Online:2026-04-25 Published:2026-05-09

摘要/Abstract

摘要： 随着新能源发电渗透率的快速提升,电力系统结构逐渐由同步机组主导转变为由构网型与跟网型新能源共同组成的混联系统。由于不同发电单元之间的动态交互行为复杂,表现出强非线性耦合特征,为系统的同步稳定性带来了新的挑战。针对以上问题,开展含构网型与跟网型新能源的混联系统同步稳定性等值建模及参数分析研究。首先,建立计及不同同步控制方式的发电单元同步稳定分析数学模型,以揭示内在失稳机理。然后,采用相平面法分析构网型新能源功率指令、虚拟同步控制参数及跟网型新能源锁相环控制参数对系统同步稳定性的影响规律,提出适用于混联系统稳定运行的控制器参数设计原则。最后,通过故障场景下的仿真结果验证所提模型的有效性及参数设计方法的正确性,为高比例新能源电力系统的稳定运行与控制器参数整定提供了理论依据。

关键词: 跟网型, 构网型, 混联系统, 同步稳定性, 同步控制

Abstract: With the rapid increase in the penetration of renewable energy generation, the structure of the power system gradually shifts from being dominated by synchronous generators to a hybrid system composed of both grid-connected and standalone renewable energy sources. Due to the complex dynamic interactions between different generation units, which exhibit strong nonlinear coupling characteristics, the new challenges arise for the synchronization stability of the system. To address these issues, a mathematical model for the transient stability analysis of generation units, considering different synchronization control methods, is established to reveal the underlying instability mechanisms. The phase-plane method is then used to analyze the impact of the power command of the grid-connected renewable energy, virtual synchronous control parameters, and the phase-locked loop control parameters of the standalone renewable energy on the system's synchronization stability. Based on these analyses, design principles for controller parameters suitable for the stable operation of hybrid systems are proposed. finally, simulation results under fault scenarios are used to validate the effectiveness of the proposed model and the correctness of the parameter design method, providing a theoretical basis for the stable operation and controller parameter tuning of high-penetration renewable energy power systems.

Key words: grid-following, grid-forming, hybrid system, synchronization stability, synchronization control

中图分类号:

TM712

梅燕, 袁霞, 陈向宜, 周顺, 唐飞. 含构网型与跟网型新能源的混联系统同步稳定性等值建模及参数分析[J]. 湖南电力, 2026, 46(2): 100-108.

MEi Yan, YUAN Xia, CHEN Xiangyi, ZHOU Shun, TANG fei. Synchronization Stability Equivalent Modeling and Pa‍ra‍meter Analysis of Hybrid Systems with Grid-form‍ing and Grid-following Renewable Energy Networks[J]. Hunan Electric Power, 2026, 46(2): 100-108.

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含构网型与跟网型新能源的混联系统同步稳定性等值建模及参数分析

Synchronization Stability Equivalent Modeling and Pa‍ra‍meter Analysis of Hybrid Systems with Grid-form‍ing and Grid-following Renewable Energy Networks

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