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基于动态虚拟阻抗的虚拟同步机阻尼增强控制
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作者 陈航宇 庄可好 +3 位作者 王子骏 黄林彬 殷波 辛焕海 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期570-580,I0005,I0006,共13页
虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)在模拟同步机摇摆特性的同时也引入了低频振荡问题。通常,较小的阻尼系数能为同步机提供有效的阻尼,VSG则需要设定较大的阻尼系数才能维持稳定,而这种较大的阻尼系数将带来不期望的下垂... 虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)在模拟同步机摇摆特性的同时也引入了低频振荡问题。通常,较小的阻尼系数能为同步机提供有效的阻尼,VSG则需要设定较大的阻尼系数才能维持稳定,而这种较大的阻尼系数将带来不期望的下垂特性。为此,首先对比了同步机和VSG的阻抗模型与阻尼转矩方程,揭示了同步机暂态/次暂态电抗提供正阻尼、VSG电压外环产生负阻尼的机理。在此基础上,模拟同步机的正阻尼机制提出了基于动态虚拟阻抗的虚拟同步机阻尼增强控制(damping ehancement control,DEC),并利用H_(∞)控制理论对参数进行整定。最后,通过基于Matlab/Simulink的数字仿真和基于RT-LAB的硬件在环仿真验证了所提控制的有效性。研究结果表明:与传统方法相比,所提DEC在不改变VSG下垂特性的情况下也能够有效抑制低频振荡,且在强/弱电网下都具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 虚拟同步机 同步机 低频振荡 阻尼增强控制 动态虚拟阻抗 H_(∞)控制
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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
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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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新型电力系统频域稳定判据的置信度问题探讨
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作者 艾力西尔·亚尔买买提 辛焕海 +1 位作者 王玮 鞠平 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1299-1310,I0007,共13页
揭示机理和选择判据是电力系统稳定研究中的重要工作,但获得的稳定机理是否可信以及稳定判据是否可靠缺乏分析方法。针对此问题,该文探讨电力系统稳定机理的内涵,提出稳定判据及其导出机理的置信度问题;其次,聚焦电力系统在平衡点邻域... 揭示机理和选择判据是电力系统稳定研究中的重要工作,但获得的稳定机理是否可信以及稳定判据是否可靠缺乏分析方法。针对此问题,该文探讨电力系统稳定机理的内涵,提出稳定判据及其导出机理的置信度问题;其次,聚焦电力系统在平衡点邻域的动态特性,将置信度问题转化为是否反映主要矛盾的问题,并从稳定裕度的鲁棒性角度提出主要矛盾的辨识方法和稳定判据及其导出机理的置信度评估方法;进一步,针对众多电力系统典型频域判据,从广义特征值近似奇异值的角度解释这些判据有效的原因,并分析其导出机理的置信度。最后,通过算例分析和仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 稳定机理 奇异值 广义特征值 鲁棒性 置信度
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提高新能源场站稳定性的构网型与跟网型变流器容量配比估算 被引量:3
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作者 辛焕海 王宇轩 +4 位作者 刘晨曦 鞠平 马骏超 但扬清 黄林彬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5463-5472,I0003,共11页
大规模新能源接入使得电网短路比降低,系统电压支撑强度下降,导致静态电压稳定和次/超同步振荡等稳定问题凸显。构网型变流器具有较强的电压支撑能力,在新能源场站配置一定比例的构网型变流器可以提升系统稳定性,但由于构网型变流器容... 大规模新能源接入使得电网短路比降低,系统电压支撑强度下降,导致静态电压稳定和次/超同步振荡等稳定问题凸显。构网型变流器具有较强的电压支撑能力,在新能源场站配置一定比例的构网型变流器可以提升系统稳定性,但由于构网型变流器容量与稳定裕度的解析关系不明,导致构网型变流器容量合理占比的理论值估算十分困难。该文针对新能源基地接入低短路比弱电网场景,从小干扰稳定视角探讨构网型与跟网型变流器容量配比的估算方法及其典型值。首先,对构网型变流器进行电压源等值,并通过广义短路比指标分析了构网型变流器配置比例对系统强度以及稳定裕度的影响规律;其次,针对改造构网型风电机组和额外加装构网型变流器两种技术方案,以行业相关标准为边界条件并结合典型升压变压器参数,估算了实际工程中容量配比的典型值;最后,利用多风电场系统案例验证了结论的有效性。 展开更多
关键词 构网型变流器 容量配比 广义短路比 系统强度
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含跟网型储能的新能源多馈入系统小扰动电压支撑强度分析 被引量:3
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作者 郝艺 周瑀涵 +3 位作者 刘晨曦 吴琛 王乐瑶 辛焕海 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3569-3580,共12页
储能正常工作时包含充电和放电两种运行模式,导致多储能变流器和多新能源变流器构成的多馈入系统工作点多变,加剧了系统小扰动同步稳定性分析的困难程度。为此,该文聚焦锁相环主导的小扰动同步稳定问题,首先,推导了兼顾储能充/放电运行... 储能正常工作时包含充电和放电两种运行模式,导致多储能变流器和多新能源变流器构成的多馈入系统工作点多变,加剧了系统小扰动同步稳定性分析的困难程度。为此,该文聚焦锁相环主导的小扰动同步稳定问题,首先,推导了兼顾储能充/放电运行模式的电网强度评估指标广义短路比,并提出了基于广义短路比及设备临界短路比的系统电压支撑强度分析方法,进而实现了系统小扰动同步稳定裕度的快速评估;然后,探究了跟网型储能变流器的充/放电运行模式对系统小扰动同步稳定裕度的影响规律,并根据矩阵联锁特征值定理论证了跟网型储能变流器工作在充电模式时,系统的小扰动同步稳定裕度高于放电模式;最后,基于仿真算例验证了所提系统小扰动同步稳定性分析方法的有效性。 展开更多
关键词 系统强度 广义短路比 储能变流器 运行模式 小扰动同步稳定
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虚拟同步直驱风机低频振荡机理分析及阻尼补偿控制 被引量:2
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作者 王子骏 庄可好 +3 位作者 辛焕海 李少林 齐琛 程雪坤 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期95-104,共10页
虚拟同步机技术可有效提升电网的电压支撑能力,但也引入了复杂的低频振荡问题。目前,对传统虚拟同步机的低频振荡研究大多忽略直流侧及机侧动态,难以准确刻画虚拟同步直驱风机的低频振荡特性。为解决上述问题,首先,建立了计及机侧动态... 虚拟同步机技术可有效提升电网的电压支撑能力,但也引入了复杂的低频振荡问题。目前,对传统虚拟同步机的低频振荡研究大多忽略直流侧及机侧动态,难以准确刻画虚拟同步直驱风机的低频振荡特性。为解决上述问题,首先,建立了计及机侧动态和直流电压动态的统一阻尼转矩模型,利用阻尼转矩法揭示了机侧转子动态产生的负阻尼转矩是导致风机低频振荡的主要原因,并分析了各环节对风机低频振荡特性的影响规律。进一步,提出了阻尼补偿控制以削弱机侧动态的负阻尼效应,有效提升了机侧耦合下风机并网系统的稳定性。最后,简要分析了所提控制在多机系统的适用性,并基于MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的准确性和所提控制的有效性。 展开更多
关键词 低频振荡 虚拟同步机 直驱风机 阻尼转矩法 稳定性
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考虑电压动态的电力系统频率强度量化方法 被引量:1
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作者 胡光 高晖胜 +2 位作者 辛焕海 谭枫 陈可欣 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期67-78,共12页
现有电力系统频率强度量化方法通常假设各节点电压幅值恒定。然而,频率扰动过程中各节点电压幅值并非恒定,且可能通过影响负荷等途径而作用于系统频率,故电压恒定的假设可能导致量化结果不准确,甚至出现错误的结论。为此,提出了一种考... 现有电力系统频率强度量化方法通常假设各节点电压幅值恒定。然而,频率扰动过程中各节点电压幅值并非恒定,且可能通过影响负荷等途径而作用于系统频率,故电压恒定的假设可能导致量化结果不准确,甚至出现错误的结论。为此,提出了一种考虑电压动态的电力系统频率强度量化方法。首先,建立了考虑电压动态的系统频率响应模型。其中,电压动态对系统频率的影响通过一个全局耦合项表征,并揭示了电压和频率的交互作用路径。基于此,分析了多种考虑电压动态的设备及负荷对系统频率的影响,包括采用混合同步控制的构网型变流器、附加频率或电压外环的跟网型变流器,以及考虑电压特性的恒阻抗-恒电流-恒功率(ZIP)静态负荷和异步电机负荷等。然后,通过将电压耦合项分区解耦并进行统一简化建模,量化分析了系统各区域的频率支撑能力以及整个系统的频率强度。最后,通过仿真验证了所提频率强度量化方法的有效性。 展开更多
关键词 频率强度 量化方法 共模频率 电压-频率动态耦合 统一结构模型 频率稳定
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锁相环主导下变流器振荡问题的阻抗分析方法:标称性与鲁棒性 被引量:1
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作者 艾力西尔·亚尔买买提 辛焕海 +2 位作者 宫泽旭 马富艺龙 袁辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期6035-6046,I0016,共13页
基于dq坐标、序坐标和极坐标的阻抗法是研究变流器振荡问题的常用方法,不同阻抗法可相互转化并在判断系统稳定性方面等价,然而它们的差异性和适应性尚待深入探讨。为此,首先在上述3种坐标系分别建立并网系统阻抗模型,并对比分析其数学... 基于dq坐标、序坐标和极坐标的阻抗法是研究变流器振荡问题的常用方法,不同阻抗法可相互转化并在判断系统稳定性方面等价,然而它们的差异性和适应性尚待深入探讨。为此,首先在上述3种坐标系分别建立并网系统阻抗模型,并对比分析其数学和物理特征;其次,分析不同坐标系下阻抗模型的可解耦性,给出所导出的阻抗判据在主导环节分析和机理解释方面的具体区别;进一步,以锁相环高参与度的次/超同步振荡问题为例,针对变流器四象限运行时的不同场景,分别从阻抗判据的标称性和鲁棒性角度分析开环传递函数右半平面极点的存在性和对不确定性参数的灵敏性,并在此基础上分析几种现有阻抗判据的适用场景和条件;最后,利用仿真验证所提结论的有效性。 展开更多
关键词 阻抗判据 新能源 功率因数 鲁棒性 标称性
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串补电容对锁相环主导下变流器振荡问题的影响分析 被引量:1
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作者 赵永光 艾力西尔·亚尔买买提 +3 位作者 汤波 孙修锋 马骏超 辛焕海 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期102-109,共8页
串联电容补偿技术在电网中被广泛应用,然而串补电容的动态特性对锁相环型变流器的稳定性有重要的影响。为分析此影响,在极坐标下建立变流器经串补并网系统的阻抗模型,并导出考虑串补电容的广义阻抗判据。在此基础上,阐明了串补电容与锁... 串联电容补偿技术在电网中被广泛应用,然而串补电容的动态特性对锁相环型变流器的稳定性有重要的影响。为分析此影响,在极坐标下建立变流器经串补并网系统的阻抗模型,并导出考虑串补电容的广义阻抗判据。在此基础上,阐明了串补电容与锁相环的动态耦合以及相应的稳定机制。进一步地,分析了电网强度、串补度和锁相环参数变化对系统稳定性的影响,并提出基于广义阻抗判据的锁相环参数设计方法,以提升变流器经串补并网系统的稳定性。研究表明变流器经串补并网后容易恶化弱电网下锁相环主导的次同步振荡问题,且提升锁相环比例增益可显著增强串补并网系统的稳定性。 展开更多
关键词 串补并网系统 变流器 广义阻抗判据 锁相环 次同步振荡
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自同步型直驱风电机组暂态稳定分析
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作者 王子骏 庄可好 +3 位作者 辛焕海 孙大卫 吴林林 王潇 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期867-878,共12页
随着大规模风电的接入,电网面临系统变弱及调频能力变差的问题.直驱风电机组采用自同步控制,在有效提升设备自身的小扰动稳定性和对电网的支撑能力的同时也带来了复杂的暂态稳定问题.为此,针对2种典型的控制结构(功率自同步和直流电压... 随着大规模风电的接入,电网面临系统变弱及调频能力变差的问题.直驱风电机组采用自同步控制,在有效提升设备自身的小扰动稳定性和对电网的支撑能力的同时也带来了复杂的暂态稳定问题.为此,针对2种典型的控制结构(功率自同步和直流电压自同步)分别建立风机系统暂态模型,揭示机侧动态及直流电容动态对暂态特性的影响.针对功率自同步型风电机组,分析频率跌落下风机系统的同步失稳风险;结果表明,机侧动态会降低风机系统在电压跌落下的稳定裕度.针对直流电压自同步型风电机组,揭示暂态下直流电容动态导致的直流电压崩溃失稳风险.总结对比储能和风电机组的暂态特性差异,讨论直驱风电机组的暂态控制设计思路.基于Matlab/Simulink的时域仿真模型验证理论分析的正确性及控制的有效性. 展开更多
关键词 自同步控制 直驱风电机组 暂态稳定 机侧动态 直流电容动态 控制设计
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三相变流器并网系统的广义阻抗及稳定判据 被引量:114
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作者 辛焕海 李子恒 +4 位作者 董炜 章雷其 黄伟 邢玉辉 王康 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1277-1292,共16页
三相变流器的输出阻抗矩阵特性对系统的稳定性有重要影响。无论在静止坐标系还是dq坐标系下,由于锁相环或电网等原因,变流器和电网的阻抗矩阵难以同时对角化解耦。耦合项的存在导致基于阻抗的变流器并网系统小干扰稳定性分析方法十分复... 三相变流器的输出阻抗矩阵特性对系统的稳定性有重要影响。无论在静止坐标系还是dq坐标系下,由于锁相环或电网等原因,变流器和电网的阻抗矩阵难以同时对角化解耦。耦合项的存在导致基于阻抗的变流器并网系统小干扰稳定性分析方法十分复杂或存在较大误差。为此,该文基于特征方程降阶的思路,在一定假设条件下提出可分析变流器系统小干扰稳定性的广义阻抗判据。首先,在极坐标下建立变流器端口和电网端口的小信号阻抗模型,并在此基础上定义了变流器及电网的广义阻抗。其次,利用严格的数学变换得到了反映变流器与电网交互影响的降阶特征方程。研究表明,系统振荡可以看作变流器与电网广义阻抗间的串并联谐振,广义阻抗判据是传统阻抗判据的扩展,在控制器外环和锁相环动态都可以忽略的前提下广义阻抗判据和正负序阻抗判据等价。最后,数字仿真和基于RT-LAB的硬件在环仿真验证了广义阻抗判据的有效性。 展开更多
关键词 三相变流器 并网变流器 振荡 小干扰稳定 广义阻抗 阻抗分析法
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电力电子多馈入电力系统的广义短路比 被引量:89
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作者 辛焕海 董炜 +3 位作者 袁小明 甘德强 王康 谢欢 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期6013-6027,共15页
随着新能源、无功补偿等电力电子设备的大量接入,交流系统相对变弱,分析电力电子多馈入电力系统潜在的失稳、精确度量交流系统电压支撑能力十分重要。文中首先推导了单馈入系统短路比与小干扰稳定性特征方程的显示关系式,建立了单馈入... 随着新能源、无功补偿等电力电子设备的大量接入,交流系统相对变弱,分析电力电子多馈入电力系统潜在的失稳、精确度量交流系统电压支撑能力十分重要。文中首先推导了单馈入系统短路比与小干扰稳定性特征方程的显示关系式,建立了单馈入系统短路比与其小干扰稳定间的联系。其次,在一定假设条件下,证明了n馈入系统的动态可由n个独立的单馈入系统表征,从而实现多馈入系统稳定性向单馈入系统稳定性的解耦和简化。最后,提出可用于度量交流系统的强度的广义短路比概念(generalized short circuit ratio,g SCR)。所提出的广义短路比是一个与系统振荡频率无关的静态变量,但反应的是多馈入系统的小干扰稳定裕度,并且在单馈入和多馈入系统下可实现物理意义和数学形式的统一。仿真算例表明了g SCR定义的合理性和有效性。 展开更多
关键词 电力电子多馈入电力系统 系统解耦 广义短路比 小干扰稳定性 交流电网强度
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多馈入直流系统电压稳定中静态负荷影响的定量分析和评估方法
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作者 王奕鑫 唐宇 +3 位作者 叶琳 周靖皓 柳昂 辛焕海 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期7379-7393,共15页
随着多回直流集中落点受端电网负荷中心,交流电网相对变弱,因此分析负荷对直流多馈入系统电压稳定的影响,对精确度量受端电网电压支撑能力至关重要。该文首先建立了直流、负荷、交流电网的准稳态模型,推导了单馈入系统短路比受负荷影响... 随着多回直流集中落点受端电网负荷中心,交流电网相对变弱,因此分析负荷对直流多馈入系统电压稳定的影响,对精确度量受端电网电压支撑能力至关重要。该文首先建立了直流、负荷、交流电网的准稳态模型,推导了单馈入系统短路比受负荷影响的定量关系式;其次,基于结构保持和模态摄动理论,将包含负荷的多馈入系统雅克比矩阵近似解耦,分析了负荷对广义短路比的作用机理;最后,给出了基于数据驱动的广义短路比实用计算方法和稳定裕度评估流程。研究表明,考虑负荷影响后,广义短路比实际值改变,而临界值不变。仿真算例验证了所提分析方法的合理性和有效性。 展开更多
关键词 电压稳定 广义短路比 负荷特性 多馈入系统 模态摄动
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抑制新能源次/超同步振荡的SVG鲁棒自适应控制参数设计方法
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作者 邢纪奎 袁辉 +4 位作者 代江 李诗旸 陈雁 刘明顺 辛焕海 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期160-167,共8页
现有抑制新能源次/超同步振荡的静止无功发生器(SVG)控制设计方法大多针对单一运行场景,难以确保运行工况变化下系统的小干扰鲁棒稳定性。为此,提出了一种抑制新能源次/超同步振荡的SVG鲁棒自适应控制参数设计方法。论证了短路比(SCR)... 现有抑制新能源次/超同步振荡的静止无功发生器(SVG)控制设计方法大多针对单一运行场景,难以确保运行工况变化下系统的小干扰鲁棒稳定性。为此,提出了一种抑制新能源次/超同步振荡的SVG鲁棒自适应控制参数设计方法。论证了短路比(SCR)可用于评估运行工况变化下含SVG的新能源并网系统小干扰稳定裕度;基于短路比分析方法,发现了代表系统小干扰稳定性最差的关键运行工况;基于H_(∞)控制理论,提出了一种关键运行工况下SVG控制参数鲁棒自适应设计方法。该方法能确保含SVG的新能源并网系统在运行工况变化下系统的小干扰鲁棒稳定性。 展开更多
关键词 新能源设备 静止无功发生器 短路比 小干扰鲁棒稳定性 H_(∞)控制
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多馈入直流系统广义短路比:定义与理论分析 被引量:94
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作者 辛焕海 章枫 +2 位作者 于洋 甘德强 徐谦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期633-647,共15页
分析了静态电压稳定和多馈入系统短路比的联系,从特征根的角度探索了一种刻画交直流系统强度和稳定性的多馈入系统广义短路比(generalized short circuit ratio,GSCR)指标,克服了传统短路比概念在多馈入下物理机理不明确及对交流系统强... 分析了静态电压稳定和多馈入系统短路比的联系,从特征根的角度探索了一种刻画交直流系统强度和稳定性的多馈入系统广义短路比(generalized short circuit ratio,GSCR)指标,克服了传统短路比概念在多馈入下物理机理不明确及对交流系统强度刻画不准确的缺陷,实现了短路比概念在单馈入和多馈入下物理意义及数学形式上的统一。GSCR是在较弱的假定条件下定义,因此具有一般性。理论证明GSCR唯一存在且不小于最小多馈入短路比,而传统短路比仅是GSCR在附加较强假设条件后的一个特例。仿真算例表明新定义下的GSCR能更准确地描述多馈入系统受端交流电网的强度。 展开更多
关键词 多馈入直流系统 多馈入短路比 广义短路比 交流电网强度
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低惯量交流系统并网变流器次/超同步振荡分析
16
作者 胡光 庄可好 +3 位作者 高晖胜 辛焕海 汪海蛟 张雅君 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2250-2264,共15页
低惯量电力系统中跟网型变流器可能会与同步机转子动态产生交互,给系统稳定性分析引入新的问题,仅靠跟网型设备动态和短路比衡量交流系统强度不再准确。为此,该文综合分析系统惯量和短路比对跟网型变流器小干扰同步稳定的影响,提出适用... 低惯量电力系统中跟网型变流器可能会与同步机转子动态产生交互,给系统稳定性分析引入新的问题,仅靠跟网型设备动态和短路比衡量交流系统强度不再准确。为此,该文综合分析系统惯量和短路比对跟网型变流器小干扰同步稳定的影响,提出适用于分析低惯量系统中并网变流器稳定性的方法,所提方法计算量低、物理意义明确。首先,推导变流器和同步机混联系统的闭环模型,并提取出能表征低惯量动态的相互作用系数矩阵,定性分析两类设备间的交互关系。其次,基于模态摄动理论,将原多机系统解耦为稳定性等效的子系统。然后,选取适用于分析小干扰同步稳定问题的相位主导回路,根据该回路提出综合考虑惯量和短路比的稳定性分析方法。最后,基于仿真算例验证了所提低惯量系统中并网变流器小干扰同步稳定性分析方法的有效性。 展开更多
关键词 低惯量系统 小干扰同步稳定 广义短路比 最小子系统 系统强度
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省级异步电网频率强度在线评估方法及应用
17
作者 吴琛 陈可欣 +4 位作者 高晖胜 程旻 谢一工 胡光 辛焕海 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期74-86,共13页
电力系统分区异步互联、大规模新能源替代传统同步机使得系统频率强度降低,频率失稳风险增加。此时,在线评估系统频率强度、监测系统频率稳定裕度对系统安全稳定运行具有重要意义。为此,提出了适用于实际省级异步电网的频率强度在线评... 电力系统分区异步互联、大规模新能源替代传统同步机使得系统频率强度降低,频率失稳风险增加。此时,在线评估系统频率强度、监测系统频率稳定裕度对系统安全稳定运行具有重要意义。为此,提出了适用于实际省级异步电网的频率强度在线评估方法,包括数据获取与预处理、系统调频模型简化以及系统频率强度评估三个部分。首先,基于运行控制系统获取各设备开机、出力情况等工况信息,并通过BPA数据以及广域测量系统中的数据建立系统中设备调频动态模型库。其次,通过统一结构近似的方法将设备模型进行降阶,进而计算频率跌落深度系数以及坡度系数等指标以评估系统频率强度。最后,介绍了基于所提评估方法研发的频率强度在线评估系统及其在实际电网中的应用情况。 展开更多
关键词 频率稳定 频率强度 统一结构模型 在线评估 异步电网
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基于静止无功发生器详细模型的机电暂态仿真适应性分析
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作者 梁倍华 谢欢 +3 位作者 辛焕海 卢文清 李长宇 吴涛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期142-149,共8页
机电暂态仿真是大电网分析的重要工具。现有电力电子设备的机电暂态模型一般呈现理想电流源特性,无法体现设备自身稳定性及能力约束对于系统暂态特性的影响。在电力电子化电力系统背景下,以上不足降低了仿真准确性,制约了电网运行极限... 机电暂态仿真是大电网分析的重要工具。现有电力电子设备的机电暂态模型一般呈现理想电流源特性,无法体现设备自身稳定性及能力约束对于系统暂态特性的影响。在电力电子化电力系统背景下,以上不足降低了仿真准确性,制约了电网运行极限制定与新能源送出能力。文中基于旋转坐标系推导了静止无功发生器及控制系统的标幺化数学模型,并建立了对应的机电暂态模型。在建模精度与电磁暂态模型一致的前提下,通过模态分析法对比了机电暂态仿真与电磁暂态仿真的主要差异,揭示了机电暂态仿真的能力边界与适用范围。结果表明,机电暂态仿真能够揭示与工频能量流有关的功角、频率、电压稳定特性,而不能反映与电网动态强相关的谐振或者宽频振荡特性。 展开更多
关键词 静止无功发生器 机电暂态 模态分析 电力电子化电力系统
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广义短路比在新能源多馈入配电系统中的适用性研究
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作者 孙修锋 余光正 +3 位作者 汤波 辛焕海 赵永光 马骏超 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期98-105,共8页
广义短路比指标计算简单且物理意义清晰,在主网下多馈入系统的小干扰稳定性评估中得到广泛的应用,但在多馈入配电系统中的适用性尚不明晰。为此,考虑了实际配电网与输电网的差异性,基于单馈入配电系统的特征方程探究了短路比与小干扰稳... 广义短路比指标计算简单且物理意义清晰,在主网下多馈入系统的小干扰稳定性评估中得到广泛的应用,但在多馈入配电系统中的适用性尚不明晰。为此,考虑了实际配电网与输电网的差异性,基于单馈入配电系统的特征方程探究了短路比与小干扰稳定性之间的影响规律。构造了等效同构系统,并基于矩阵摄动理论严格证明了多馈入配电系统的主导特征函数与等效同构系统的主导特征函数满足一阶近似相等关系,从而实现了多馈入配电系统的简化与解耦。提出了适用于新能源多馈入配电系统的广义短路比指标,用以量化系统的小干扰稳定裕度,将广义短路比理论的应用范围拓展至配电系统。时域和频域仿真结果验证了所提分析方法的有效性。 展开更多
关键词 小干扰稳定性 多馈入配电系统 广义短路比 适用性
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基于饱和系统理论的电力系统稳定器性能分析方法 被引量:10
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作者 辛焕海 吴荻 +1 位作者 甘德强 邱家驹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第31期14-19,共6页
利用二次型Lyapunov函数估计了含扰动饱和线性系统的实用稳定域和可承受的最大扰动量,同时通过求解多目标优化问题来减少估计的保守性。在此基础上结合矩阵的Schur补性质化简此优化问题,证明其Pareto最优解的一些性质并提出求解方法。... 利用二次型Lyapunov函数估计了含扰动饱和线性系统的实用稳定域和可承受的最大扰动量,同时通过求解多目标优化问题来减少估计的保守性。在此基础上结合矩阵的Schur补性质化简此优化问题,证明其Pareto最优解的一些性质并提出求解方法。进一步将该方法应用于电力系统,分析含扰动饱和PSS系统的控制性能。3机5节点的算例验证了该方法简单、容易实现且严格可靠。 展开更多
关键词 饱和系统 电力系统稳定器 多目标优化 稳定域 线性矩阵不等式 二次型李雅普诺夫函数
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