面對構網型儲能在受到擾動時出現的過流及失穩問題，北方工業大學李建林教授領銜的研究團隊在《電工技術學報》2025年9期提出一種構網型儲能變流器自適應低電壓穿越控制策略，該控制策略可根據系統擾動程度對有功、無功功率參考值進行調整，此控制無需切換控制策略，不改變構網型控制策略結構，使儲能變流器在擾動期間仍表現為電壓源特性，具備對系統的主動支撐能力，實現了在維持系統穩定性的同時對擾動電流進行有效限制。通過仿真及半實物實驗驗證了所提控制策略的有效性。

研究背景

在系統運行安全可靠性風險增加的新型電力系統中，構網型儲能變流器憑其主動抗擾、主動支撐特性得到廣泛關注。構網型儲能變流器在系統運行時，通過功率外環控制給定變流器應輸出的電壓幅值與相位，呈現電壓源特性，可廣泛應用于弱電網中,對其具備電壓、頻率支撐能力，解決了傳統依賴鎖相環的跟網型控制由于缺乏支撐能力所導致的在弱電網中易脫網易失穩問題。但當其面臨系統大擾動工況時，所展現出的支撐能力及穩定性卻是有限的。

論文所解決的問題及意義

本文基于對構網型儲能變流器的暫態特性及擾動電流特性分析，針對構網型儲能變流器在大擾動工況下的暫態失穩和過電流問題，提出一種構網型儲能變流器自適應低電壓穿越控制策略，保障構網型儲能在擾動下的安全穩定運行。

論文方法及創新點

1、構網型儲能變流器暫態穩定性分析

受到新能源波動影響，并網點電壓跌落程度較輕時，工作狀態由工作點a移動至工作點c，系統仍穩定運行；當電壓跌落程度較重時，不存在穩定工作點，系統失穩。

2、擾動電流特性分析

圖2 增加限幅環節的系統在不同擾動下的功角曲線(a)工作狀態①②

圖2 增加限幅環節的系統在不同擾動下的功角曲線(b)工作狀態③④

在構網型控制環節中增加電流限幅環節，電流飽和狀態下改變系統原運行功角曲線，在系統受到擾動時失穩風險增加，電流限幅環節對系統暫態穩定性的影響不可忽略。

3、自適應低電壓穿越控制策略

圖3 基于自適應LVRT控制策略控制框圖

提出儲能變流器自適應低電壓穿越控制策略，設定自適應LVRT綜合控制流程，評判系統受擾動程度，并在電壓跌落程度較嚴重時對構網型變流器給定有功無功參考值進行自適應調整，通過調整有功功率參考值保持系統穩定，通過調整無功功率參考值以限制擾動電流，在限制擾動電流的基礎上最大程度輸出無功功率以對系統進行提供支撐作用。

結論

1）構網型儲能變流器的暫態穩定性取決于其功角曲線與有功參考值是否存在交點。系統擾動電流的大小和變流器輸出電壓與電網電壓之間的差值呈正相關。

2）所提控制策略首先保持系統在受到大擾動情況下的穩定性，通過有功參考值的調整使功角曲線與有功參考值始終存在交點，有效防止大擾動造成的系統失穩。

3）所提控制策略在保持系統穩定的前提下根據電壓跌落程度對無功參考值進行調整，以減少變流器輸出電壓與電網電壓的差值，從而限制擾動電流。

4）所提控制策略未對構網型控制結構進行改變，使其在系統受到大擾動期間，對擾動電流進行有效限制的基礎上最大程度輸出無功功率，始終呈現電壓源特性，具備主動支撐能力。

團隊介紹

北方工業大學儲能技術工程中心成立于2019年，是北方工業大學響應國家“雙碳”號召和能源轉型的重要舉措，也是北方工業大學“產學研”建設平臺重要載體。中心擁有國家能源局賽馬制研發中心1項：國家能源用戶側儲能創新研發中心；省部級平臺4項：北京未來電化學儲能系統集成技術創新中心、北京電動車輛協同創新中心、山西省液流電池儲能技術工程研究中心；此外，中心聯合大型央企，成功籌建三峽科技儲能應用技術創新中心、產教融合研究生聯合培養示范基地等。其中，國家能源用戶側儲能創新中心、北京未來電化學儲能系統集成技術創新中心成功獲批北京市園區類博士后工作站。

李建林，博士，二級教授，博導，2020年國家級高層次人才工程入選者，享受國務院特殊津貼，全球前2%頂尖科學家“終身科學影響力排行榜”入選學者，2024中國知網高被引學者TOP1%、北京市百千萬人才、北京市景賢人才、首屆北京先進科技工作者獲得者。北方工業大學學術委員會委員、電氣工程一級學科責任教授，國家用戶側能源儲能中心副主任，北京未來電化學儲能中心主任，中國可再生能源學會儲能專委會秘書長，中國電工技術學會儲能標委會秘書長，中國自動化學會新能源與儲能控制專委會副主任委員。

鄒菲，碩士研究生，從事構網型儲能運行控制研究。發表EI期刊論文3篇，獲省部級A類榮譽2項，國家級競賽一二等獎2項，省部級競賽二等1項，獲北方工業大學學業一等、二等獎學金、索英電氣獎學金、優秀研究生、學術之星等榮譽稱號，參與北京自然基金項目、江蘇省開放基金項目等多項項目研究。

游洪灝，博士研究生。主要從事構網型儲能控制關鍵技術研究。發表 SCI 論文3篇，獲省部級A類榮譽2項，承擔重點實驗室開放基金項目1項，參與多項國網公司、企業構網型儲能相關項目。

袁曉冬，國網江蘇省電力有限公司高級專家（二級），長期從事儲能、新能源并網技術、電能質量、車網互動研究工作。現擔任IEC TC9 JWG9低壓直流工作召集人、中國可再生能源學會儲能專業委員會副主任委員、中國電源學會電能質量專委會副主任委員、全國電壓電流等級和頻率標準化技術委員會委員。

本工作成果發表在2025年第9期《電工技術學報》，論文標題為“構網型儲能變流器自適應低電壓穿越控制策略“。本課題得到國家電網公司總部科技項目資助。