（来源：电能革新）
导语
高比例新能源接入使系统电压支撑能力下降，弱电网下失稳风险突出。针对这一问题，浙江大学辛焕海和华北电力大学刘昕宇联合在《电工技术学报》2026年第8期发表研究成果，围绕直流电压控制主导的新能源并网系统，完成主要工作为揭示“直流电压-有功电流-并网点交流电压”正反馈失稳新机理，分析了电网强度、无功支撑和直流电压控制参数对稳定裕度的影响。
研究背景
新能源大规模替代同步发电机后，电源侧由强电压支撑逐步转向受控制约束的电流源特性。故障及恢复过程中，直流侧输入功率与交流侧输出功率若持续不平衡，可能触发新能源诱导的暂态电压失稳问题。
论文所解决的问题及意义
现有研究多依赖仿真和工程经验判据，对直流电压控制如何触发暂态电压失稳，缺少机理化解释和量化方法。
本文建立了故障穿越期间功率不平衡的分析框架，明确新能源并网系统暂态电压失稳路径，并给出稳定边界判别方法，为弱电网下新能源场站暂态电压稳定评估和控制参数设计提供依据。
论文方法及创新点
1、揭示了直流侧控制动态诱导的暂态电压失稳新机理
分析了直流电压-有功电流与转速-功角间的对偶关系。结果表明，故障期间直流电容持续充电会推高有功电流并压低并网点电压；故障恢复后若越过不稳定平衡点，直流电压和有功电流将形成正反馈，导致交流电压快速跌落。
图1 传统电力系统与新能源并网系统暂态电压失稳机理对比图
2、提出暂态电压稳定主导因子并分析其边界
分别计算暂态同步稳定约束和暂态电压稳定约束下的VSC最大有功电流，定义暂态稳定主导因子μ，用于判断系统主要受同步稳定还是电压稳定限制。结果表明，弱电网且无功支撑不足时，暂态电压稳定可能成为更先触发的约束。
图2 不同参数下 VSC 暂态稳定主导性
3、分析关键参数对稳定裕度的影响
分析了电网强度、无功增益和控制参数对稳定性的影响。电网越强、无功增益越大，稳定裕度越高；适当提高直流电压外环比例增益有利于增强制动作用，而积分增益过大可能因滞后效应降低稳定裕度。
图3 不同电网强度下的暂态电压稳定机理及主导性仿真验证
结论
1）新能源机组在大扰动后可能形成“直流电压升高-有功电流增大-并网点交流电压跌落”的正反馈，故弱电网下新能源存在暂态电压失稳新形态。
2）弱电网、无功支撑不足和不合理控制参数会降低暂态电压稳定裕度；电流限幅会改变故障期间电流分配和功率支撑能力。
3）新能源并网系统需同时关注暂态同步稳定和暂态电压稳定，其中弱电网场景下暂态电压稳定可能成为主导约束。
团队介绍
刘昕宇
博士，研究方向为新能源电力系统暂态电压支撑能力在线评估及控制。
单永鹏
博士研究生，研究方向为高比例新能源电力系统稳定分析与控制。
辛焕海
博士，教授，博士生导师，研究方向为新能源电力系统稳定性分析和控制。
本工作成果发表在2026年第9期《电工技术学报》，论文标题为"基于直流电压控制的新能源并网系统暂态电压稳定性分析"。本课题得到智能电网重大专项和国网浙江省电力有限公司科技项目资助。
引用本文
刘昕宇, 单永鹏, 辛焕海, 郑迪. 基于直流电压控制的新能源并网系统暂态电压稳定性分析[J]. 电工技术学报, 2026, 41(9): 2978-2990. Liu Xinyu, Shan Yongpeng, Xin Huanhai, Zheng Di. Transient Voltage Stability Analysis of Voltage Source Converters Integrated System under DC Voltage Control. Transactions of China Electrotechnical Society, 2026, 41(9): 2978-2990.
