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完成单位：西安交通大学

主要完成人：刘增，刘进军，刘自鹏，安荣汇，刘方诚， 武腾，刘腾，王施珂，孟鑫，刘宝谨

项目亮点

突破了原有理论因依赖功率流向而无法应用于多变流器系统稳定性分析，原有构网控制性能依赖通讯及配电网络信息、系统稳定性分析方法不够准确以及与大电网切换时母线电压畸变等局限和难点问题，形成了多变流器系统稳定性及构网控制理论基础与方法体系。

项目介绍

多变流器电能系统目前越来越多地应用于可再生能源发电微电网、数据中心供电系统、电气化交通车载供电系统等场合，其中变流器间往往容易相互作用引发系统不稳定而出现振荡，同时系统电压和供电网络依赖各台电源变流器相互协调控制来构建，因此多变流器电能系统稳定性及构网控制是电力电子领域研究前沿。在国家自然科学基金重点项目及科技部973计划课题等项目的支持下，项目组历经十余年系统研究，突破了原有理论因依赖功率流向而无法应用于多变流器系统及功率流向不匹配或含主动均流控制时无法准确分析稳定性，原有构网控制无法同时兼顾联网功率响应特性和孤岛惯量支撑能力而性能依赖通讯及配电网络信息，原有构网系统稳定性分析方法不够准确，以及构网控制系统与大电网切换时母线电压畸变等局限和难点问题，形成了多变流器系统稳定性及构网控制理论基础与方法体系。主要科学发现如下。

1. 提出了基于稳定可测端口扰动-响应关系并考虑变流器间主动均流控制的变流器端口特性建模及系统稳定性分析方法与判据，建立起多变流器电能系统稳定性分析理论体系；进而提出了三相交流系统的简化稳定性判据，获得了变流器控制结构、系统参数及运行工作点对稳定性的影响机理。

2. 揭示了下垂控制和虚拟同步机控制两类典型构网控制基本架构的内在联系，提出了广义下垂控制结构及其参数设计方法；建立了变流器间控制参量同步调控理论，提出了能同时实现频率和母线电压高精度控制及无功、不平衡和谐波功率精确分配控制的免通讯去中心控制方法体系。

3. 揭示了基波频率动态特性对变流器整体动态特性的影响规律，提出了考虑基波频率动态特性的构网控制变流器端口特性建模方法，建立起构网控制多变流器系统稳定性分析方法系统；提出了基于并网电流、离网电压统一控制以及输出电压-并网电流下垂控制的系统化构网控制多变流器系统与大电网无缝切换方法。

本项目发表期刊论文35篇，其中2篇入选ESI高被引论文；授权国家发明专利22项、欧美国际专利4项。项目成果获国内外期刊或学术会议优秀论文奖8次，其中学科首要国际期刊IEEE电力电子学报年度优秀论文奖2次；项目完成人刘进军教授因在电能系统建模与控制领域的贡献而获评IEEE会士；获邀在IEEE系列国际会议上做特邀大会报告20次，IEEE系列国际会议技术讲座和境外国际知名大学讲学21次。项目成果已应用于国内多家企业产品，有效提升了产品性能及竞争力，形成了显著的经济效益。

项目图片

完成单位介绍及对项目的贡献

西安交通大学是该项目的唯一完成单位。项目组在国家自然科学基金重点项目及科技部973计划课题等项目的支持下，针对多变流器电能系统稳定性及构网控制面临的关键难点和发展瓶颈展开研究，在多变流器电能系统稳定性模型、判据、分析方法和规律，多变流器电能系统构网控制基本架构与高性能控制方法，构网控制多变流器电能系统的稳定性分析与无缝切换方法三方面做出了重要贡献。

第一完成人简介

刘增 副教授

西安交通大学

刘增，西安交通大学副教授、博士生导师。2006年毕业于湖南大学电气工程及其自动化专业，获学士学位；分别于2009年和2013年获得西安交通大学电气工程专业硕士和博士学位。博士毕业后留校任教至今,2015年至2017年在美国弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心进行访问研究。主要研究方向为多变流器系统并联控制、建模与稳定性，高效高动态变流器调制、控制与优化。先后主持国家自然科学基金面上项目、科技部重点研发计划子课题等纵向项目10余项,校企合作项目20余项；发表SCI/EI论文100余篇，其中IEEE Transactions论文30余篇；获授权发明专利20余项，先后获IEEE TPEL 2016年度、2021年度优秀论文奖，电源学报2018年度、2021年度优秀论文奖。现任中国电源学会信息系统供电技术专委会副主任、青年工作委员会常务委员，IEEE PELS TC1专委会委员、分布式能源电力电子国际技术路线图(ITRD)工作组委员，国际期刊IEEE OJ-PEL副编辑。