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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
1
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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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：3
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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计及锁相环非线性特性的跟网型逆变器暂态稳定性分析 被引量：1
3
作者 王素娥 李康 +3 位作者 郝鹏飞 刘煜帆 崔开源 陈景文 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期12-22,共11页
锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节,由于其本身所固有的非线性特性,在弱电网情况下,传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行,提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析... 锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节,由于其本身所固有的非线性特性,在弱电网情况下,传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行,提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析方法。首先,根据锁相环工作原理,建立其二阶非线性微分方程,通过相平面法对锁相环输出特性进行定性分析,评估不同参数对锁相环暂态特性的影响;然后,基于等面积法则分析锁相环暂态失稳机理,鉴于传统等面积法则可能导致稳定性的误判,采用非线性动力学多尺度法对锁相环受扰后的暂态时域表达式进行求解,明确锁相环暂态稳定边界;最后,通过Matlab仿真和RT⁃LAB半实物平台验证了所得解析解和锁相环暂态稳定域的准确性,为弱电网条件下锁相环控制参数及电路参数选取提供一定参考。 展开更多
关键词 跟网型逆变器 锁相环 非线性 弱电网 暂态稳定性 多尺度法
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考虑构网型与跟网型逆变器交互的孤岛微电网小信号稳定性分析 被引量：46
4
作者 李翼翔 田震 +4 位作者 唐英杰 查晓明 孙建军 胡宇飞 李锡林 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期11-18,共8页
随着新能源在电力系统中的渗透率越来越高,低惯性成为以新能源为主体的新型电力系统的重要特征,极大影响了系统的同步稳定运行能力。由于缺少大电网的频率支撑,孤岛微电网在故障扰动下将产生频率偏移现象。同时考虑新能源渗透率和频率... 随着新能源在电力系统中的渗透率越来越高,低惯性成为以新能源为主体的新型电力系统的重要特征,极大影响了系统的同步稳定运行能力。由于缺少大电网的频率支撑,孤岛微电网在故障扰动下将产生频率偏移现象。同时考虑新能源渗透率和频率偏移的影响,研究低惯量孤岛微电网的小信号稳定性。低惯量微电网由构网型逆变器和跟网型逆变器组成,其中构网型逆变器采用虚拟同步机控制策略。首先建立了孤岛微电网的全阶小信号模型。应用特征值分析法,揭示了2种类型逆变器的功率渗透率对微电网系统小信号稳定性的影响规律。进一步利用参与因子法分析了系统参数和控制参数对微电网系统稳定性的影响程度。最后仿真结果验证了理论分析的准确性。研究成果为低惯量微电网中2类逆变器的容量规划、参数设计和控制器优化提供了理论支撑,旨在提高微电网的小扰动同步稳定性。 展开更多
关键词 低惯性微电网 新能源渗透率 构网型逆变器 跟网型逆变器 小信号稳定性
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跟网型逆变器的非线性模型及稳定性分析方法 被引量：14
5
作者 程成 谢少军 +3 位作者 谭玲娟 周潇庆 许津铭 钱强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期137-143,共7页
锁相环为并网逆变器的跟网控制提供了与电网同步的参考信息,但在弱电网下,具有非线性特性的锁相环对系统稳定性会产生一定的影响。由于舍入误差的存在,现有基于线性化锁相环模型而设计的并网逆变器存在稳定性设计不足的风险。为保证模... 锁相环为并网逆变器的跟网控制提供了与电网同步的参考信息,但在弱电网下,具有非线性特性的锁相环对系统稳定性会产生一定的影响。由于舍入误差的存在,现有基于线性化锁相环模型而设计的并网逆变器存在稳定性设计不足的风险。为保证模型的准确性以及稳定性分析的可靠性,提出了一种基于非线性状态空间模型的稳定性分析方法。首先,建立了采用二阶广义积分器锁相环的LCL型并网逆变器系统的非线性状态空间模型,确立了锁相环中非线性环节的有界性条件。基于Lyapunov稳定性判据,进一步获得满足全局渐进稳定的矩阵不等式条件。通过逐点分析,明确了锁相环参数以及电网阻抗对系统稳定域的影响。实验结果表明,相比于传统的小信号模型,所提出的非线性分析方法在预测跟网型逆变器系统的稳定性上更加准确和可靠。 展开更多
关键词 跟网型逆变器 锁相环 稳定性分析 非线性模型 有界性条件
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构网/跟网型光伏逆变器混联的配电网有功无功双层调压策略
6
作者 付利达 贾清泉 +3 位作者 孙玲玲 蔺俊明 王超 曹馨元 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第12期171-183,共13页
分布式光伏渗透率的不断提高加剧了电压越限风险。构网/跟网型逆变器混联并网的情况下,如何协调构网/跟网型设备和传统设备调节配电网电压成为重要问题。考虑构网/跟网型设备的不同调节特性,提出一种多类型设备协同调压方法。首先,根据... 分布式光伏渗透率的不断提高加剧了电压越限风险。构网/跟网型逆变器混联并网的情况下,如何协调构网/跟网型设备和传统设备调节配电网电压成为重要问题。考虑构网/跟网型设备的不同调节特性,提出一种多类型设备协同调压方法。首先,根据节点电气距离选取出构网型设备最优配置节点,在此类节点配置构网型设备,建立起构网/跟网型设备混联的配电网调压模型;其次,考虑短时间尺度下的调压需求,计算极端场景下构网型光伏逆变器的备用容量,留取一定无功裕量;然后,在日前阶段考虑配电网有功无功耦合特性,构建有功无功双层优化模型,通过有功无功协调优化来降低系统运行成本和电压偏差;最后,通过Fisher最优分割法对离散设备进行动态无功优化,得到最优动作时间和挡位,有效降低了离散设备的动作次数。仿真结果表明,该方法具有良好的电压控制效果和经济性。 展开更多
关键词 构网型逆变器 跟网型逆变器 光伏 配电网 电压越限 调压 有功 无功 双层优化模型
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计及锁相环动态的单相并网逆变器建模及稳定性研究综述 被引量：8
7
作者 程成 谢少军 +2 位作者 张晴晴 许津铭 钱强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期255-268,I0021,共15页
随着可再生能源渗透率的提高,电网呈现出高电网阻抗的弱电网甚至极弱电网特征,锁相环与电网阻抗交互作用将恶化跟网型逆变器低频稳定性。近年来,诸多文献针对单相跟网型逆变器中的低频振荡问题进行了研究,但缺乏对现有成果系统性地梳理... 随着可再生能源渗透率的提高,电网呈现出高电网阻抗的弱电网甚至极弱电网特征,锁相环与电网阻抗交互作用将恶化跟网型逆变器低频稳定性。近年来,诸多文献针对单相跟网型逆变器中的低频振荡问题进行了研究,但缺乏对现有成果系统性地梳理和总结,难以明确进一步的研究重点。为此,该文首先梳理和评述现有计及锁相环影响的逆变器建模及稳定性分析方法,直观地阐述锁相环引起的负阻效应对系统低频稳定性的影响机制,并在此基础上,从改进电流控制环和锁相环角度,系统性地归纳和分析现有各种低频鲁棒性提高方法。最后,总结现有研究在稳定性分析及鲁棒性改进上的不足及研究关键点和难点,指出进一步的研究方向。 展开更多
关键词 弱电网 锁相环 单相系统 跟网型逆变器 低频振荡 鲁棒性
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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
8
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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