基于自适应PI的构网型变流器预同步控制策略复现报告

基于自适应PI的构网型变流器预同步控制策略复现报告

摘要

构网型变流器在微电网由孤岛切换至并网模式时，需进行预同步操作以减小并网冲击。传统预同步方法在速度与电能质量之间存在矛盾，且存在相位差零点导致失效的问题。本文基于邓鑫隆等提出的《基于自适应PI的构网型变流器预同步控制策略》一文，深入分析其理论原理，构建频率差小信号模型，设计基于相位差区间的自适应PI控制器，并在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型进行验证。本文详细复现了论文中的关键步骤，包括预同步零点消除方法、频率差小信号模型构建、自适应PI参数设计，并给出了完整的Simulink模型搭建过程及关键代码实现。仿真结果验证了所提策略在保证频率不越限的前提下显著提升预同步速度的有效性。

关键词：构网型控制；预同步；变流器；频率差；自适应PI；MATLAB/Simulink

1 引言

随着新能源渗透率的不断提高，电力系统正经历深刻变革，构网型（Grid-Forming, GFM）变流器因其电压源特性及对电网的主动支撑能力，成为研究热点。在微电网应用中，GFM变流器常工作于孤岛模式，当需要重新并网时，由于孤岛运行期间并网点电压与主电网电压存在幅值、相位和频率偏差，直接并网会产生巨大的暂态冲击，可能导致保护动作甚至系统失稳。因此，预同步控制是实现平滑并网的关键环节。

传统的基于电压dq解耦的预同步控制方法在相位差为π时存在控制失效的零点问题，且预同步速度与频率偏差难以兼顾。文献[17]采用离线优化PI参数的方法，但未深入分析频率补偿机理，且存在相位跳变现象；文献[2