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离散域下基于轮换计算的跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解算法
1
作者 李锐博 颜湘武 +2 位作者 蔡光 裴建楠 贾焦心 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2780-2794,共15页
随着新能源发电渗透率的逐步提高,逆变器并网系统呈现出大容量汇集、远距离集中外送的特性。跟/构网逆变器混联并网可以充分利用二者各自优势,确保新能源外送系统的稳定运行及高效消纳。混联系统的有效暂态稳定评估对其运行具有重要的... 随着新能源发电渗透率的逐步提高,逆变器并网系统呈现出大容量汇集、远距离集中外送的特性。跟/构网逆变器混联并网可以充分利用二者各自优势,确保新能源外送系统的稳定运行及高效消纳。混联系统的有效暂态稳定评估对其运行具有重要的指导意义,但混联系统阶数高、非线性强,难以使用已有解析方法进行暂态同步稳定评估。为解决这一问题,该文首先建立了包含锁相环及虚拟同步机的跟/构网混联系统四阶非线性模型;然后,提出一种基于轮换计算的跟/构网逆变器混联系统暂态稳定性求解方法,其在功角域中进行能量计算及角速度求解,并映射回时间域,在各时刻下建立跟网控制和构网控制功角的对应关系,将大扰动下混联系统复杂交互运动形态分离,形成跟/构网系统的并行对称运动形态,实现了混联系统跟/构网系统相关变量的同步计算求解,其兼具能量法的动力学机理明晰、离散迭代法高计算精度的优势;最后,在仿真及实验中构建算例验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 跟/构网逆变器混联系统 暂态同步稳定性 四阶非线性系统 功角域 时间域
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构网型与跟网型逆变器并联系统精确频域建模及简化稳定判据 被引量：4
2
作者 尚佳宇 虞家骏 +3 位作者 刘增 王施珂 李嘉瑞 刘进军 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第2期53-63,共11页
构网型逆变器与跟网型逆变器并联系统被广泛应用于可再生能源分布式接入的孤岛交流微网中。构网型逆变器功率-频率下垂控制的功率环和跟网型逆变器的锁相环均会产生基波频率小信号动态,进而并联的功率环以及锁相环之间将存在较强的基波... 构网型逆变器与跟网型逆变器并联系统被广泛应用于可再生能源分布式接入的孤岛交流微网中。构网型逆变器功率-频率下垂控制的功率环和跟网型逆变器的锁相环均会产生基波频率小信号动态,进而并联的功率环以及锁相环之间将存在较强的基波频率相互作用,严重影响系统稳定性。针对上述问题,首先,基于端口阻抗和频率-电流端口频域特性,文中构建了构网型与跟网型逆变器单机及其并联系统的精确小信号频域模型,其中包含了主电路动态、电压电流内环动态、功率环和锁相环频率动态及其互相作用动态。进而,基于该频域模型分析了频率动态的特性及其影响,并在典型工况条件下利用盖尔圆定理推导出了基于该并联系统回率矩阵主对角元的简化稳定判据。最后,仿真和实验验证了所提频域模型和简化稳定判据的准确性和有效性。 展开更多
关键词 构网型逆变器 跟网型逆变器 孤岛微网 并联系统 小信号稳定性 阻抗模型 频率动态 稳定判据
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构网型与跟网型变流器混联并网系统配比关键影响因素分析 被引量：6
3
作者 张斌 张学广 徐殿国 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第1期47-58,共12页
跟网型变流器在弱电网下存在次同步振荡失稳风险,构网型变流器可以改善混联系统在弱电网下次同步频段的稳定性。在新能源场站中可以适当配置构网型单元提高系统稳定性,故构网型/跟网型变流器的配比是影响系统稳定性的关键因素。文中针... 跟网型变流器在弱电网下存在次同步振荡失稳风险,构网型变流器可以改善混联系统在弱电网下次同步频段的稳定性。在新能源场站中可以适当配置构网型单元提高系统稳定性,故构网型/跟网型变流器的配比是影响系统稳定性的关键因素。文中针对构网型与跟网型变流器混联并网系统小干扰稳定性问题,研究了变流器控制系统特性对构网型变流器配比边界条件的影响。首先,建立了构网型与跟网型变流器混联并网系统的状态空间模型,在此基础上分析了构网型/跟网型变流器控制系统各关键参数以及构网型变流器中电压环控制结构对系统稳定性的影响。从保证系统次同步频段小干扰稳定的角度出发,分析了混联系统中构网型变流器配比下限的关键影响因素,得到了各影响因素约束下配比的稳定边界,并利用频域阻抗法对各影响因素的影响机理进行了解释。最后,基于RT-LAB半实物平台验证了理论分析的准确性。 展开更多
关键词 构网型变流器 跟网型变流器 混联系统 次同步振荡 配比 小信号稳定性 稳定边界
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含构网型与跟网型逆变器的多变流器系统小干扰稳定性分析方法
4
作者 刘欣 邓昊 +2 位作者 贾焦心 王利桐 孙海峰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第15期4722-4739,共18页
高比例新能源经大量电力电子变换器并网容易诱发系统不稳定,近年来针对多变流器并网系统的小干扰稳定性分析已成为研究热点。为简化分析过程,该文将构网型与跟网型逆变器统一表示为诺顿等效电路,在此基础上推导了含构网型与跟网型逆变... 高比例新能源经大量电力电子变换器并网容易诱发系统不稳定,近年来针对多变流器并网系统的小干扰稳定性分析已成为研究热点。为简化分析过程,该文将构网型与跟网型逆变器统一表示为诺顿等效电路,在此基础上推导了含构网型与跟网型逆变器的多机系统小干扰稳定性判据,该判据适用于任意网络结构,且考虑了变流器序阻抗的频率耦合效应,具有很好的普适性。依据所提出的稳定性判据,给出系统稳定性分析步骤,该方法简单易行且有助于分析各变流器对系统小干扰稳定性的影响;同时,通过详细分析虚拟同步发电机(VSG)输出序阻抗矩阵行列式在50 Hz频点处的频率特性,提出其Nyquist曲线在50 Hz处的补线原则,实现了VSG输出序导纳矩阵行列式右半平面极点数量的准确获取;最后,结合算例对多变流器系统进行了小干扰稳定性分析,并将临界稳定下系统的时域仿真结果、硬件在环实验结果和理论分析结果进行对比,定量验证了所提出的稳定性分析方法的准确性。 展开更多
关键词 多变流器系统 构网型逆变器 跟网型逆变器 小干扰稳定性 硬件在环仿真
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含跟网/构网型混联多馈入系统协调优化配置方法 被引量：10
5
作者 余光正 胡越 +4 位作者 刘晨曦 汤波 辛焕海 马骏超 崔葛安 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期588-600,I0016,共14页
随着传统同步机组被电力电子设备逐步取代,电力系统由原来的“物理同步”逐渐转变为“控制同步”。因此,由变流器控制环节引发的稳定问题受到广泛关注。已有研究表明,含跟网/构网型设备的混联多馈入系统中构网型设备能够抑制弱电网下由... 随着传统同步机组被电力电子设备逐步取代,电力系统由原来的“物理同步”逐渐转变为“控制同步”。因此,由变流器控制环节引发的稳定问题受到广泛关注。已有研究表明,含跟网/构网型设备的混联多馈入系统中构网型设备能够抑制弱电网下由跟网型设备并网引起的次同步振荡,然而其在强电网下容易导致系统出现低频振荡现象。而目前电力系统仍处于向“双高”系统转变的过渡阶段,关于不同电网强度下混联多馈入系统中跟网/构网型变流器对电网电压支撑能力的量化评估及其在多频段下的协调优化配置方法仍不清晰。为此,该文首先对单馈入跟网/构网型变流器并网系统进行模态分析,探究不同电网强度下跟网/构网型变流器对应的主导振荡模态在多频段下的分布特性,并形成混联多馈入系统的协调优化配置原则。其次,基于模态解耦的思想对混联多馈入系统的稳定性进行等效近似,揭示多频段下系统主导振荡模态阻尼比与跟网/构网型支撑能力量化指标之间的关系。由此,提出一种面向系统小干扰稳定性提升的跟网/构网型协调优化配置方法。最后,通过仿真算例验证所提混联多馈入系统等效近似方法的正确性和协调优化配置方法的有效性。 展开更多
关键词 跟网/构网型设备 混联多馈入系统 模态解耦 电网电压支撑能力 协调优化配置
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异构逆变器并联系统改进Gershgorin圆稳定性判据及其多维谐振特性分析 被引量：5
6
作者 林鸿彬 葛平娟 +2 位作者 徐海亮 吴瀚 张伟杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2265-2280,共16页
以新能源为主体的新型电力系统正逐步呈现出异构逆变器并联系统特征,即以跟网型与构网型两类逆变器共存的形式呈现。为了全面准确地分析异构逆变器并联系统的稳定性问题,充分计及逆变器间、逆变器与电网间的交互影响,该文建立多逆变器... 以新能源为主体的新型电力系统正逐步呈现出异构逆变器并联系统特征,即以跟网型与构网型两类逆变器共存的形式呈现。为了全面准确地分析异构逆变器并联系统的稳定性问题,充分计及逆变器间、逆变器与电网间的交互影响,该文建立多逆变器的交互导纳矩阵模型。同时,提出一种基于Gershgorin圆定理的多机稳定性判据,通过引入距离向量函数简化分析过程。然后,基于改进的稳定性判据提出一种参数灵敏度计算方法,并量化分析了系统关键作用因子对异构系统稳定性的影响程度。最后,通过时域仿真算例与实验,验证了理论分析的有效性和稳定性判据的有效性。 展开更多
关键词 构网型逆变器 跟网型逆变器 异构逆变器并联系统 Gershgorin圆定理 参数灵敏度分析
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适用于构网型新能源发电系统的MCSPWM多电平逆变器 被引量：4
7
作者 殷小东 余佶成 +3 位作者 刘俊杰 梁思远 刘俭 王健 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期861-869,I0031,I0032,共11页
构网型新能源发电系统具备系统惯量支持和电压支撑的优势,可利用各种能源之间的互补性,提高能源利用率及系统稳定性。在该系统中,多电平逆变器发挥着重要作用。为此,提出一种新型的开关电容九电平逆变器及基于高频的多重载波正弦脉宽调... 构网型新能源发电系统具备系统惯量支持和电压支撑的优势,可利用各种能源之间的互补性,提高能源利用率及系统稳定性。在该系统中,多电平逆变器发挥着重要作用。为此,提出一种新型的开关电容九电平逆变器及基于高频的多重载波正弦脉宽调制(multi-carrier sinusoidal pulse width modulation,MCSPWM)策略,该逆变器在开关数量、管压应力、升压能力和控制难度等方面具有优良的综合性能。该文分析了该逆变器的工作原理和抑制电容充电电流尖峰的方法,在软硬件设计的基础上,成功研制了新型开关电容九电平逆变器实验样机。样机实验结果证明,所提出的拓扑在高频调制策略下具有输出2倍升压、双向功率流的能力,开关电容可自动均压,开关管电压应力不超过输入直流源电压Uin,并且开关电容纹波电压的峰峰值小于2V。新型开关电容九电平逆变器,在构网型新能源发电系统中具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 开关电容九电平逆变器 多重载波正弦脉宽调制 高频调制 构网型新能源发电系统 工作模态 预充电电路
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适应跟网/构网混联系统强度评估的构网型设备等值建模方法
8
作者 侯智贤 李勇 +3 位作者 王晶 马富艺龙 韦徵 辛焕海 《电力系统自动化》 2025年第22期90-100,共11页
构网型设备凭借其电压/频率主动支撑能力,正推动电力系统形成混联系统典型结构。然而,由于构网型设备多控制环节、高模型阶数及与跟网型设备动态交互复杂,其动态特性的合理表征与降阶建模面临挑战,制约着系统强度量化评估的精度。文中... 构网型设备凭借其电压/频率主动支撑能力,正推动电力系统形成混联系统典型结构。然而,由于构网型设备多控制环节、高模型阶数及与跟网型设备动态交互复杂,其动态特性的合理表征与降阶建模面临挑战,制约着系统强度量化评估的精度。文中从系统相角强度视角聚焦于小扰动同步稳定问题,提出一种计及跟网/构网型设备动态交互的构网型设备等值建模方法。首先,构建包含两类设备动态交互的相角回路,基于复转矩系数法和正净阻尼判据解析混联系统的同步稳定条件;进一步,将构网型设备降阶为理想电压源串联等值阻抗形式,其等值阻抗参数和正净阻尼系数可联合表征构网型设备的电压源特性及其对系统强度的贡献,并支撑基于短路比指标的系统强度量化评估。所提方法可基于黑箱模型实现,适用于含内环的多种构网型控制策略。最后,通过仿真验证了方法的有效性,并分析了不同控制参数对等值建模结果的影响。 展开更多
关键词 混联系统 系统强度 量化评估 构网型设备 跟网型设备 等值建模
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新能源电力系统的暂态同步稳定研究综述 被引量：79
9
作者 耿华 何长军 +2 位作者 刘浴霜 何秀强 李明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3367-3383,共17页
全球范围内的能源变革加快了新能源电力系统的发展,大量以电力电子为并网接口的新能源装备逐步成为电力系统的主体。与传统同步发电机组不同,新能源装备的动态行为主要由控制策略决定,大规模新能源接入将全面深刻改变电力系统的动态特... 全球范围内的能源变革加快了新能源电力系统的发展,大量以电力电子为并网接口的新能源装备逐步成为电力系统的主体。与传统同步发电机组不同,新能源装备的动态行为主要由控制策略决定,大规模新能源接入将全面深刻改变电力系统的动态特性。该文关注新能源装备接入所引发的电力系统暂态同步稳定问题,从装备和系统两个层面展开综述。在装备层面,从静态失稳和动态失稳两方面分析了新能源装备的暂态同步稳定性,总结了跟网型和构网型同步控制这两类策略的分析方法、失稳机理和致稳方法;在系统层面,讨论了不同发电组成的新能源电力系统中的多机动态交互现象和由此引发的同步失稳机理;最后,总结了现有研究的主要结论,针对在稳定性分类、分析方法、控制方法和系统层面的稳定性研究存在的不足,展望了新能源电力系统暂态同步稳定研究未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 暂态同步稳定 跟网型 构网型 同步失稳机理 致稳方法 多机系统 混联系统
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