【目的】随着电力电子装备在新型电力系统中渗透率的日益提升，系统逐渐由同步发电机主导的“物理同步”特性，演变为并网逆变器主导的“控制同步”特性。受并网逆变器强非线性、弱过流能力以及多机耦合特性的影响，系统同步稳定性问题呈现出由局部到整体的多层次特征。【方法】文章从单机无穷大系统和混联系统两个层面展开综述。在单机无穷大系统层面，定义虚拟功角，描述跟网型（grid-following，GFL）逆变器、虚拟同步发电机类和虚拟振荡器类构网型（grid-forming，GFM）逆变器与电网的同步关系，基于虚拟功角曲线分析影响各类逆变器同步稳定性的关键因素，归纳典型致稳控制策略。在混联系统层面，考虑GFL与GFM逆变器控制环节之间的交互耦合关系，给出孤岛和并网模式下混联系统等效功角的动态模型，梳理对应场景下多机交互引发的同步失稳机理和致稳控制策略。【结论】结合对现有同步稳定性研究成果的分析，从多时间尺度建模、多场景稳定性评估与协同致稳控制三个方面，对并网逆变器同步稳定性的未来研究方向进行展望。

【目的】为改善新型电力系统中多台储能变流器并联运行控制策略不协调时，引起各储能系统荷电状态（state of charge， SOC）分布不均衡以及频率超调、低频振荡等问题，提出一种结合SOC出力均衡和自适应基础阻尼设计的改进虚拟同步发电机（virtual synchronous generator， VSG）控制策略。【方法】首先以电压源型VSG控制作为构网外环建立构网型并联储能系统模型；其次依据储能系统实时SOC提出一组有功出力均衡系数；然后以此均衡系数为基础设计基础阻尼加自适应阻尼的控制策略。最后，基于MATLAB/Simulink数字仿真环境验证分析所提出控制策略的性能与有效性。【结果】以铝电池组作为储能系统，引入所提改进VSG控制策略后高SOC系统与低SOC系统存在5%~7%的功率分配差异，在典型扰动工况下频率跌落幅值降低约20%，超调幅值降低约30%；在复杂工况下频率偏差降低10%~15%。【结论】所提控制策略通过设置均衡系数来保持并联机组间SOC均衡，使功率分配得到合理优化，并对得到的均衡系数加入自适应阻尼策略来修正频率偏差，能够有效提升储能系统的动态响应性能、频率稳定能力以及多机协同运行能力，对构建高比例新能源的新型电力系统具有一定的理论意义与工程应用价值。

【目的】针对构网型储能因变流器单一运行模式难以适应电网短路比变化及复杂故障扰动的问题，提出了一种基于幅相同步（amplitude and phase synchronization，APS）的双模式改进切换策略，并使用改进粒子群优化（improved particle swarm optimization，IPSO）算法对其关键参数进行辨识。【方法】首先，分析了常规跟网-构网模式切换策略存在的不足，揭示了功率环电压相位累计误差及其造成的无功电压偏差使得模式切换时暂态冲击增大的机理；基于此，提出了幅相同步补偿机制，在模式切换过程中同步修正电压幅值和相位信号，实现了内环电流参考信号的平滑变化；然后，针对常规切换策略中跟踪环参数难以整定的缺点，采用基于非线性惯性权重和学习因子的IPSO算法对4组跟踪环参数进行自适应辨识以提升储能变流器对跟网和构网模式运行点的跟踪性能和扰动抑制效果。【结果】在Matlab/Simulink里搭建MW级构网型储能电磁暂态模型开展验证，结果表明：所提控制策略可以顺利实现暂态功率冲击小于0.02 p.u.，且在连续切换和运行点波动场景下均能稳定运行。【结论】相比于常规切换策略，基于APS-IPSO的改进策略可实现储能变流器在跟网-构网模式切换中冲击小、稳定性好，为后续新能源场站内部署具备模式切换的储能或新能源机组提供了理论基础。

【目的】为提升变流器高占比系统频率稳定性，探讨了构网型（grid-forming，GFM）变流器频率支撑需求的动态评估与量化方法。【方法】首先，建立耦合GFM变流器功-频特性的多机系统频率响应模型；其次，综合考虑预想扰动下频率变化速率（rate of change of frequency，RoCoF）与最大暂态频率偏差双重约束条件，构建了GFM变流器频率支撑需求评估方法；最后，基于布伦特迭代算法实现不同运行工况下GFM变流器虚拟惯量与一次调频增益临界阈值的动态评估。基于改进的IEEE-39节点系统，开展了多场景算例测试。【结果】结果表明，GFM变流器的引入可将频率最低点提高至49.5 Hz，显著提升系统稳定性，证明了高比例电力电子化系统中配置GFM变流器的必要性。进一步对比3种算法性能，所提迭代方法平均迭代次数仅为11次，较传统方法减少20%以上，验证了所提评估方法和迭代算法的有效性。【结论】所提评估方法从系统层面明确了电网对GFM变流器频率支撑能力的需求，可为GFM变流器的优化配置与参数整定提供理论基础。

【目的】针对电网发生对称故障期间构网型逆变器出现的功角失稳和输出电流过载问题，提出一种基于功率指令约束的故障穿越策略。【方法】首先，建立基于下垂控制的构网型逆变器暂态模型，分析系统在电网电压跌落下的暂态特征，揭示功率指令对暂态稳定性的影响；其次，分析逆变器与电网之间的电路关系，辨识故障电流特征及其主要影响因素；最后，提出一种基于有功指令约束的故障穿越方法，该方法可重塑功角稳定性并限制故障电流。【结果】MATLAB/Simulink仿真结果证明了所提策略能有效提升功角稳定性，实现故障穿越。【结论】提出的基于功率指令约束的故障穿越策略仅需约束有功指令便能有效解决构网型逆变器在电网电压跌落期间的功角失稳和过电流问题，为提高可再生能源并网系统的故障穿越能力提供了可行方案。

【目的】随着新能源经逆变器大量接入电网，电力系统稳定性面临挑战。尽管虚拟同步发电机（virtual synchronous generator，VSG）控制技术可提供惯量与阻尼特性，但在电网短路故障下，过大的短路电流易导致其失步甚至脱网。因此，提出一种基于虚拟转速动态调节的VSG故障穿越控制策略。【方法】在电网发生短路故障工况下，分析了VSG暂态特性，找到短路过流的原因。提出使用虚拟转速动态调节控制策略来保证功角稳定性，改进无功环控制策略进行无功补偿，并采用基于平衡电流法的电压电流双环结构实现输出电流三相平衡。【结果】Matlab/Simulink仿真测试结果表明，在电网短路故障期间，虚拟转速和功角稳定在额定值，短路电流限制在VSG输出额定电流的1.5倍以内，VSG按照国家并网标准要求提供无功功率，输出电流三相平衡，故障冲击电流得到抑制。【结论】相比于现有方法，所提控制策略实现了虚拟转速和功角的稳定，能更好地限制短路电流，抑制故障冲击电流效果也更好，暂态响应速度也更迅速，保证输出电流三相平衡，在电网短路故障工况下能保证VSG安全稳定运行。