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弱、极弱电网场景下构网型变流器调频能力提升技术研究 被引量：1
1
作者 赵冬梅 裴建楠 +3 位作者 白俊辉 徐辰宇 宋晨铭 刘崇茹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期215-226,共12页
虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)型构网控制技术因其良好的阻尼与惯量支撑特性已被广泛关注,但其存在调频过程中难以抑制因工况、场景改变时控制性能弱化所导致的有功暂态超调、功率振荡等缺陷,调频能力适用度不足... 虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)型构网控制技术因其良好的阻尼与惯量支撑特性已被广泛关注,但其存在调频过程中难以抑制因工况、场景改变时控制性能弱化所导致的有功暂态超调、功率振荡等缺陷,调频能力适用度不足。该文首先在现有的VSG控制环节的基础上,通过理论推导建立了融合多控制环节的VSG调频小信号模型,在此基础上结合经典控制理论提出了VSG调频能力可行域的概念,用以定量表征和度量虚拟惯量、附加阻尼系数、电网强度等参数对VSG调频动态性能的影响。针对多工况、多场景下VSG调频性能无法兼顾以及控制参数不易整定的问题,提出了一种基于灵活调速控制的VSG调频能力提升策略。最后在PSCAD/EMTDC中构建仿真,并验证所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 构网技术 虚拟同步发电机 附加阻尼 弱、极弱电网 调频能力 小信号模型
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极弱电网下直驱风电并网变流器小信号建模及稳定性运行策略分析 被引量：9
2
作者 刘芳 李研 +3 位作者 何国庆 李光辉 刘世权 刘威 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期167-173,共7页
极弱电网下,直驱风电并网变流器各控制环路动态交互、满功率运行会改变并网点电压,导致不能稳定运行。对此,建立了考虑控制延时环节的全阶状态空间小信号模型,并采用特征值分析方法分析系统稳定性。研究表明系统稳定性随电网强度降低呈... 极弱电网下,直驱风电并网变流器各控制环路动态交互、满功率运行会改变并网点电压,导致不能稳定运行。对此,建立了考虑控制延时环节的全阶状态空间小信号模型,并采用特征值分析方法分析系统稳定性。研究表明系统稳定性随电网强度降低呈非线性变化,存在不连续稳定区间,且控制延时对不同振荡模式的阻尼比影响也呈非线性,部分阻尼比变大,部分阻尼比变小;同时,得到了参与电压、电流和锁相环之间交互作用的主导状态/控制变量,其参与度随电网强度减弱而加剧,进一步分析了各控制器参数对系统稳定性的影响规律,拉开控制带宽,避免频带交叠,将有助于提高系统稳定性;通过对比分析直驱风电系统在定交流电压控制和电压下垂控制下的适用性,发现定交流电压控制更适合极弱电网工况。通过MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 极弱电网 直驱风电并网变流器 全阶状态空间小信号模型 控制延时 不连续稳定区间
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极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的机理探究与暂态无功过补稳定性提升策略 被引量：13
3
作者 李雨果 易皓 +3 位作者 姜鑫 卓放 卢大鹏 周洪伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期482-495,共14页
为了探究短路容量比接近1.0的极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的原因,该文建立描述逆变器动态行为的低频简化小信号模型,并以此深入分析了诱发低频振荡的主导因素。研究发现,极弱电网下逆变器交流侧电压控制与有功控制紧密耦合,这... 为了探究短路容量比接近1.0的极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的原因,该文建立描述逆变器动态行为的低频简化小信号模型,并以此深入分析了诱发低频振荡的主导因素。研究发现,极弱电网下逆变器交流侧电压控制与有功控制紧密耦合,这使得它们之间互相干涉,从而引起低频振荡。其中交流电压–无功闭环控制的快速性很大程度上决定了低频振荡是否发生。对此,该文提出一种暂态无功过补稳定性提升方法,通过前馈加快逆变器的无功响应,从而有效抑制了低频振荡,显著提升极弱电网下逆变器的稳定性。与已有稳定性提升方法相比,该方法具有参数整定简单、运算量小、不削弱逆变器功率调整动态性能的3个优点。最后,该文通过仿真和实验验证解析分析结论的准确性,论证暂态无功过补方法的有效性。 展开更多
关键词 并网逆变器 极弱电网 低频振荡 简化小信号模型 解析分析 稳定性提升
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极弱电网下并网逆变器功率传输能力分析及提升方法 被引量：8
4
作者 于彦雪 胡鹏飞 +2 位作者 陈玉树 范元亮 修晓青 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期101-108,共8页
针对极弱电网下并网点电压跌落引起并网逆变器有功功率传输受限的问题,提出一种并网点电压分段自适应补偿控制方法。在对单位功率因数控制下并网逆变器运行电流与同步稳定性、并网点电压、有功功率、电网阻抗之间的关系进行深入分析的... 针对极弱电网下并网点电压跌落引起并网逆变器有功功率传输受限的问题,提出一种并网点电压分段自适应补偿控制方法。在对单位功率因数控制下并网逆变器运行电流与同步稳定性、并网点电压、有功功率、电网阻抗之间的关系进行深入分析的基础上,根据纯感性电网下逆变器并网点电压幅值跌落不大于10%且最大化功率因数的原则,设计分段自适应补偿系数,并考虑功率因数不小于0.9的并网要求,分析电压补偿范围。此外,考虑电网阻性成分,以阻抗比为0.31的高压输电线路为例,讨论所提控制方法的适用性。理论分析和实验结果表明,在纯感性和阻抗比为0.31的电网中,补偿后并网逆变器所能传输的有功功率最大值分别提高100%和40%,使逆变器可稳定运行在短路比接近于1的极弱电网中。 展开更多
关键词 极弱电网 可再生能源 并网逆变器 功率传输能力 电压补偿控制
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极弱电网下基于电压前馈的并网逆变器输出阻抗重塑 被引量：2
5
作者 杨博 周旭 +1 位作者 张玉林 李乃湖 《新型电力系统》 2023年第3期293-302,共10页
极弱电网下并网逆变器存在稳定性问题和低频段电流谐波放大问题。为此,首先,构建了逆变器q轴输出阻抗模型,分析了并网逆变器系统的稳定裕度;其次,建立了低频段电流谐波放大分析方法;然后,基于电压前馈构建了输出阻抗重塑的精确传递函数... 极弱电网下并网逆变器存在稳定性问题和低频段电流谐波放大问题。为此,首先,构建了逆变器q轴输出阻抗模型,分析了并网逆变器系统的稳定裕度;其次,建立了低频段电流谐波放大分析方法;然后,基于电压前馈构建了输出阻抗重塑的精确传递函数,并在保证输出阻抗相位提升幅度不产生较大偏差的情况下,对前馈电压传递函数进行了简化与优化;最后,搭建了硬件在环仿真平台对所提方法进行了验证。结果表明,所提低频段谐波放大分析方法和基于电压前馈的输出阻抗重塑策略是有效的,并网逆变器的稳定性和谐波特性有较大改善。论文研究可为并网逆变器在极弱电网下的稳定性提升和低频谐波电流抑制提供参考。 展开更多
关键词 极弱电网 输出阻抗 稳定性 电流谐波放大 阻抗重塑
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弱电网下并网逆变器正交功率同步控制策略 被引量：5
6
作者 王顺亮 孙瑞婷 +4 位作者 马俊鹏 杨文莉 刘天琪 吴子豪 王若谷 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期8475-8485,共11页
功率同步控制(power synchronization control,PSC)是电压源型逆变器(voltage source converter,VSC)连接至弱交流电网的有效控制策略。极弱电网的短路比(short circuit ratio,SCR)接近1,系统稳态功角接近90°的稳定运行极限。电网... 功率同步控制(power synchronization control,PSC)是电压源型逆变器(voltage source converter,VSC)连接至弱交流电网的有效控制策略。极弱电网的短路比(short circuit ratio,SCR)接近1,系统稳态功角接近90°的稳定运行极限。电网电压暂降极易引起VSC功角越过稳定极限并出现同步失稳。针对这一问题,该文首先通过相图法对PSC的暂态同步稳定性进行深入的分析,给出一阶同步环的暂态功角响应特性。然后,引入虚拟功率的概念,给出具有正/余弦特性的同步环暂态功角特性。进而,提出一种正交功率同步控制策略,该方法能够防止VSC在不同电网电压暂降深度下失去静态稳定工作点,有效的保证并网系统的暂态同步稳定。所提方法无需检测电网故障工况,且无需进行控制模式切换,提高了并网逆变器的控制性能。最后,通过半实物实时仿真验证所提出控制策略的有效性。 展开更多
关键词 极弱电网 功率同步控制 暂态同步稳定 相图 正交功率同步控制
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