面对构网型储能在受到扰动时出现的过流及失稳问题，北方工业大学李建林教授领衔的研究团队在《电工技术学报》2025年9期提出一种构网型储能变流器自适应低电压穿越控制策略，该控制策略可根据系统扰动程度对有功、无功功率参考值进行调整，此控制无需切换控制策略，不改变构网型控制策略结构，使储能变流器在扰动期间仍表现为电压源特性，具备对系统的主动支撑能力，实现了在维持系统稳定性的同时对扰动电流进行有效限制。通过仿真及半实物实验验证了所提控制策略的有效性。
研究背景
在系统运行安全可靠性风险增加的新型电力系统中，构网型储能变流器凭其主动抗扰、主动支撑特性得到广泛关注。构网型储能变流器在系统运行时，通过功率外环控制给定变流器应输出的电压幅值与相位，呈现电压源特性，可广泛应用于弱电网中,对其具备电压、频率支撑能力，解决了传统依赖锁相环的跟网型控制由于缺乏支撑能力所导致的在弱电网中易脱网易失稳问题。但当其面临系统大扰动工况时，所展现出的支撑能力及稳定性却是有限的。
论文所解决的问题及意义
本文基于对构网型储能变流器的暂态特性及扰动电流特性分析，针对构网型储能变流器在大扰动工况下的暂态失稳和过电流问题，提出一种构网型储能变流器自适应低电压穿越控制策略，保障构网型储能在扰动下的安全稳定运行。
论文方法及创新点
1、构网型储能变流器暂态稳定性分析
受到新能源波动影响，并网点电压跌落程度较轻时，工作状态由工作点a移动至工作点c，系统仍稳定运行；当电压跌落程度较重时，不存在稳定工作点，系统失稳。
2、扰动电流特性分析
图2 增加限幅环节的系统在不同扰动下的功角曲线(a)工作状态①②
图2 增加限幅环节的系统在不同扰动下的功角曲线(b)工作状态③④
在构网型控制环节中增加电流限幅环节，电流饱和状态下改变系统原运行功角曲线，在系统受到扰动时失稳风险增加，电流限幅环节对系统暂态稳定性的影响不可忽略。
3、自适应低电压穿越控制策略
图3 基于自适应LVRT控制策略控制框图
提出储能变流器自适应低电压穿越控制策略，设定自适应LVRT综合控制流程，评判系统受扰动程度，并在电压跌落程度较严重时对构网型变流器给定有功无功参考值进行自适应调整，通过调整有功功率参考值保持系统稳定，通过调整无功功率参考值以限制扰动电流，在限制扰动电流的基础上最大程度输出无功功率以对系统进行提供支撑作用。
结论
1）构网型储能变流器的暂态稳定性取决于其功角曲线与有功参考值是否存在交点。系统扰动电流的大小和变流器输出电压与电网电压之间的差值呈正相关。
2）所提控制策略首先保持系统在受到大扰动情况下的稳定性，通过有功参考值的调整使功角曲线与有功参考值始终存在交点，有效防止大扰动造成的系统失稳。
3）所提控制策略在保持系统稳定的前提下根据电压跌落程度对无功参考值进行调整，以减少变流器输出电压与电网电压的差值，从而限制扰动电流。
4）所提控制策略未对构网型控制结构进行改变，使其在系统受到大扰动期间，对扰动电流进行有效限制的基础上最大程度输出无功功率，始终呈现电压源特性，具备主动支撑能力。
团队介绍
北方工业大学储能技术工程中心成立于2019年，是北方工业大学响应国家“双碳”号召和能源转型的重要举措，也是北方工业大学“产学研”建设平台重要载体。中心拥有国家能源局赛马制研发中心1项：国家能源用户侧储能创新研发中心；省部级平台4项：北京未来电化学储能系统集成技术创新中心、北京电动车辆协同创新中心、山西省液流电池储能技术工程研究中心；此外，中心联合大型央企，成功筹建三峡科技储能应用技术创新中心、产教融合研究生联合培养示范基地等。其中，国家能源用户侧储能创新中心、北京未来电化学储能系统集成技术创新中心成功获批北京市园区类博士后工作站。
李建林，博士，二级教授，博导，2020年国家级高层次人才工程入选者，享受国务院特殊津贴，全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力排行榜”入选学者，2024中国知网高被引学者TOP1%、北京市百千万人才、北京市景贤人才、首届北京先进科技工作者获得者。北方工业大学学术委员会委员、电气工程一级学科责任教授，国家用户侧能源储能中心副主任，北京未来电化学储能中心主任，中国可再生能源学会储能专委会秘书长，中国电工技术学会储能标委会秘书长，中国自动化学会新能源与储能控制专委会副主任委员。
邹菲，硕士研究生，从事构网型储能运行控制研究。发表EI期刊论文3篇，获省部级A类荣誉2项，国家级竞赛一二等奖2项，省部级竞赛二等1项，获北方工业大学学业一等、二等奖学金、索英电气奖学金、优秀研究生、学术之星等荣誉称号，参与北京自然基金项目、江苏省开放基金项目等多项项目研究。
游洪灏，博士研究生。主要从事构网型储能控制关键技术研究。发表 SCI 论文3篇，获省部级A类荣誉2项，承担重点实验室开放基金项目1项，参与多项国网公司、企业构网型储能相关项目。
袁晓冬，国网江苏省电力有限公司高级专家（二级），长期从事储能、新能源并网技术、电能质量、车网互动研究工作。现担任IEC TC9 JWG9低压直流工作召集人、中国可再生能源学会储能专业委员会副主任委员、中国电源学会电能质量专委会副主任委员、全国电压电流等级和频率标准化技术委员会委员。
本工作成果发表在2025年第9期《电工技术学报》，论文标题为“构网型储能变流器自适应低电压穿越控制策略“。本课题得到国家电网公司总部科技项目资助。