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构网型VSC暂态稳定机理及改进限幅策略

中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3753-3765,I0001页

作者：杜毅郑超孙华东湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

针对构网型变流器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)系统在大扰动下暂态稳定问题,现有研究未能充分考虑电力电子电源暂态快速响应与控制可塑的特点。为此,以GFM-VSC为对象,借助等面积法原理与相平面图法,从能量角度揭示... 详细信息

针对构网型变流器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)系统在大扰动下暂态稳定问题,现有研究未能充分考虑电力电子电源暂态快速响应与控制可塑的特点。为此,以GFM-VSC为对象,借助等面积法原理与相平面图法,从能量角度揭示了其暂态响应机制与传统同步机系统的差异,分析了控制塑造下GFM-VSC系统的暂态稳定机理;然后,针对大扰动下易于触发的限幅环节,分析了系统无法自主退出限幅而失稳的机制,并提出了附带电流分配系数的改进限幅策略,有效增强了系统暂态稳定性。最后,通过仿真验证了理论分析与改进方法的正确性。

关键词：构网型技术电压源型变流器暂态稳定性电流限幅环节控制策略

基于故障后稳态电压安全约束的新能源并网系统电压支撑强度量化分析方法

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中国电机工程学报 2023年第9期43卷 3322-3331页

作者：孙华东于琳赵兵电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

新能源并网系统电压支撑强度低,故障清除后易发生稳态电压安全问题,新能源机组反复进入低电压穿越,严重时脱网,影响系统的安全运行。该文计及新能源并网系统各馈入支路之间存在的相互作用,采用短路比(short-circuit ratio,SCR)表征新能... 详细信息

新能源并网系统电压支撑强度低,故障清除后易发生稳态电压安全问题,新能源机组反复进入低电压穿越,严重时脱网,影响系统的安全运行。该文计及新能源并网系统各馈入支路之间存在的相互作用,采用短路比(short-circuit ratio,SCR)表征新能源并网系统电压支撑强度,建立故障后稳态电压安全约束下的电压支撑强度量化分析模型。首先,通过分析并网点电压与新能源规模、系统短路容量之间的关系,提出单馈入系统的故障后低电压数学分析模型,在此基础上计及各支路之间的相互影响,建立多馈入系统数学分析模型,提高了分析模型的实用性;然后,采用短路比表征电压支撑强度,量化分析新能源并网系统的电压支撑强度对故障后稳态电压安全问题的影响程度,系统短路容量越小,新能源规模越大,电压支撑强度越低,故障后稳态电压安全问题越严重;进一步,以0.9pu作为故障后稳态电压安全约束,提出满足该约束时系统最小短路容量以及新能源最大并网规模的计算方法;最后,通过算例对故障后稳态电压安全数学分析模型、系统最小短路容量,以及新能源最大并网规模量化方法的准确性进行验证,为提高新能源并网系统运行的安全性提供参考。

关键词：故障后稳态电压安全电压支撑强度新能源并网规模短路容量

基于暂态过电压约束的新能源并网系统电压支撑强度量化分析方法

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中国电机工程学报 2023年第11期43卷 4207-4217页

作者：孙华东于琳赵兵电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

在新能源并网系统中,具有动态无功支撑能力的新能源机组是引发工频暂态过电压的重要无功源,新能源并网系统电压支撑强度对暂态过电压水平有着重要影响。该文计及新能源并网系统多馈入支路之间的相互影响,采用短路比指征电压支撑强度,建... 详细信息

在新能源并网系统中,具有动态无功支撑能力的新能源机组是引发工频暂态过电压的重要无功源,新能源并网系统电压支撑强度对暂态过电压水平有着重要影响。该文计及新能源并网系统多馈入支路之间的相互影响,采用短路比指征电压支撑强度,建立量化电压支撑强度对暂态过电压影响程度的数学关系模型。首先,针对单馈入系统,分析暂态过电压发生时刻并网点电压与无功功率、短路容量之间的关系,建立单馈入系统暂态过电压数学分析模型。然后,采用电压相量法分析多馈入系统中各支路之间的相互作用对暂态过电压的影响,建立多馈入系统的暂态过电压数学分析模型;以短路比作为电压支撑强度的表征指标,依据该模型量化分析电压支撑强度与暂态过电压之间的关系,系统短路容量越小,无功盈余越多,暂态过电压越严重。其次,以1.3pu作为暂态过电压问题的安全约束,提出满足该约束下交流系统最小短路容量以及新能源并网系统最大无功规模的计算方法。最后,分别建立多个场景的算例,验证暂态过电压数学分析模型的准确性以及系统最小短路容量及最大无功规模计算方法的有效性,为新能源并网规划与运行提供参考。

关键词：暂态过电压新能源并网系统电压支撑强度短路容量并网规模

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基于广域支路响应的暂态电压失稳判据与控制

中国电机工程学报 2023年第24期43卷 9470-9480页

作者：郑超孙华东杨大业中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

该文首先针对电压稳定分析的机组–负荷典型输电系统,研究随负荷功率增长的网络节点电压幅值、支路电流与无功的变化特征与规律,构建以支路响应为信息源的暂态电压失稳判据;其次,提出综合关键支路、准关键支路以及边界支路的判稳联合支... 详细信息

该文首先针对电压稳定分析的机组–负荷典型输电系统,研究随负荷功率增长的网络节点电压幅值、支路电流与无功的变化特征与规律,构建以支路响应为信息源的暂态电压失稳判据;其次,提出综合关键支路、准关键支路以及边界支路的判稳联合支路定位方法,分析支路无功变化方向以及不同失稳形态可能引起的判据误判问题,并提出解决方法,在此基础上,提出缓解暂态电压失稳威胁的主动控制策略。最后,针对3机10节点系统以及湖南特高压交直流混联受端大电网,仿真验证失稳判据正确性和主动控制的有效性。

关键词：暂态电压稳定支路响应失稳判据关键支路边界支路主动控制

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《搜山图》中“猴足妇女”形象探源

西北美术（西安美术学院学报） 2024年第1期 93-99页

作者：孙华东广西艺术学院中国画学院

搜山题材自五代就出现在画家的笔下,受元明杂剧的影响,搜山题材更是受到画家们的喜爱,纷纷提笔描绘。画面内容大致表现为主角人物二郎神率领手下,对山间精灵妖怪进行清剿抓捕。有趣的是在满山皆是精怪的画面中,却有着面容姣好的猴足妇... 详细信息

搜山题材自五代就出现在画家的笔下,受元明杂剧的影响,搜山题材更是受到画家们的喜爱,纷纷提笔描绘。画面内容大致表现为主角人物二郎神率领手下,对山间精灵妖怪进行清剿抓捕。有趣的是在满山皆是精怪的画面中,却有着面容姣好的猴足妇女。从而引发出了两个问题,一是猴足妇女是人还是妖?二是这一奇特的形象为何出现在《搜山图》中?文章通过对各版本《搜山图》中猴足妇女形象图像志梳理、身份考证及出现在《搜山图》中的原因三个方面进行思考,得出以下结论;猴足妇女形象来源于民间传说“猴玃抢妇”,身份为人,并非是妖物所化,因“猴玃抢妇”传说与道教之间有深厚的关系,故而出现在了宗教卷轴画——《搜山图》中。

关键词：搜山图猴足妇女猴玃抢妇道教

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基于Matlab的数字图像处理

系统强度支撑型可塑变流器（1）—暂态电流安全及电磁暂态验证

2020年

作者：孙华东

来源：南通市图书馆图书评论

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中国电机工程学报 2023年

作者：杜毅孙华东郑超电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)

电力电子器件弱过流能力是构网型技术应用的关键制约因素之一。如何在电流限幅约束下既保证变流器自身设备安全性，又充分发挥其电网支撑能力是尚未解决的难题。为此，本文针对系统强度支撑型可塑变流器(System Strength Supported Flex... 详细信息

电力电子器件弱过流能力是构网型技术应用的关键制约因素之一。如何在电流限幅约束下既保证变流器自身设备安全性，又充分发挥其电网支撑能力是尚未解决的难题。为此，本文针对系统强度支撑型可塑变流器(System Strength Supported Flexible Converter， SSS FC)，提出了一种基于内电势矢量重塑(potential vector remodeling， PVR)的新型控制框架。首先，在分析SSS FC的暂态过流机理的基础上，给出了基于PVR控制的暂态电流抑制新方法，其依据变流器并网端口电压矢量直接改变功率同步控制约束的内电势实现限流，主要包括启动判据、幅相补偿计算以及分相虚拟构建等环节；然后，通过建立SSS FC各电压矢量轨迹与时域暂态电流的理论模型，分析了幅相补偿机制对SSS FC暂态特性的改善效果；最后，通过电磁暂态仿真验证了各类对称与不对称电网故障下所提方法保证SSS FC本体安全的有效性。

关键词：系统强度支撑电压源型变流器暂态电流抑制控制策略内电势矢量重塑

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构网型VSC暂态稳定机理及改进限幅策略

中国电机工程学报 2023年

作者：杜毅郑超孙华东电气与信息工程学院(湖南大学) 中国电力科学研究院有限公司

针对构网型变流器(GFM-VSC)系统在大扰动下暂态稳定问题，现有研究未能充分考虑电力电子电源暂态快速响应与控制可塑的特点。为此，本文以GFM-VSC为对象，借助等面积法原理与相平面图法，从能量角度揭示了其暂态响应机制与传统同步机系... 详细信息

针对构网型变流器(GFM-VSC)系统在大扰动下暂态稳定问题，现有研究未能充分考虑电力电子电源暂态快速响应与控制可塑的特点。为此，本文以GFM-VSC为对象，借助等面积法原理与相平面图法，从能量角度揭示了其暂态响应机制与传统同步机系统的差异，分析了控制塑造下GFM-VSC系统的暂态稳定机理；然后，针对大扰动下易于触发的限幅环节，分析了系统无法自主退出限幅而失稳的机制，并提出了附带电流分配系数的改进限幅策略，有效增强了系统暂态稳定性。最后，通过仿真验证了本文理论分析与改进方法的正确性。

关键词：构网型技术电压源型变流器暂态稳定性电流限幅环节控制策略

基于关键支路sBTTC指数幅相相关性的主导稳定形态判别与多级主动控制

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中国电机工程学报 2022年第7期42卷 2474-2485页

作者：郑超孙华东赵兵中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

大扰动冲击下,功角与电压两者相互影响、交互作用,主导稳定形态存在难以判别的问题,进而制约有效控制策略的制定。该文首先针对机组–机组、机组–负荷系统,通过支路两端节点空间位置遍历,分析不同失稳形态下支路两端节点电压幅值乘积Um... 详细信息

大扰动冲击下,功角与电压两者相互影响、交互作用,主导稳定形态存在难以判别的问题,进而制约有效控制策略的制定。该文首先针对机组–机组、机组–负荷系统,通过支路两端节点空间位置遍历,分析不同失稳形态下支路两端节点电压幅值乘积Um Un和相位差△θmn空间分布的差异特征;其次,基于可表征电网稳定态势的简化支路暂态输电能力(simplified branch transient transmission capability,s BTTC)指数,定义指数与其电压因子和相位因子的相关系数CCsBTTC-U、CCsBTTC-θ以及系数比CCRUθ。在此基础上,提出主导稳定形态判别方法和多级稳定控制策略。面向实际交直流混联电网,仿真验证判别方法连续监测主导稳定形态演变的准确性,以及多级控制策略降低失稳风险和限制失稳影响范围的有效性。

关键词：功角稳定电压稳定支路暂态输电能力相关系数主导形态多级控制