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考虑右半平面极点的三相并网变换器小干扰稳定性分析

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 42-50页

作者：邢法财蒋哲武诚张志轩田鸣鹤赵玉静叶华国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250000 山东省智能电网技术创新中心山东济南250000 国网山东省电力公司电力调度控制中心山东济南250000 山东大学电气工程学院山东济南250061

电力电子设备渗透率的不断提高使得电力系统转动惯量和阻尼水平下降,对新型电力系统安全稳定运行带来不可忽略的影响。目前并网变换器系统判稳方法常采用奈奎斯特判据和广义奈奎斯特判据,但这两种判据均适用于阻抗比中不含右半平面(righ... 详细信息

电力电子设备渗透率的不断提高使得电力系统转动惯量和阻尼水平下降,对新型电力系统安全稳定运行带来不可忽略的影响。目前并网变换器系统判稳方法常采用奈奎斯特判据和广义奈奎斯特判据,但这两种判据均适用于阻抗比中不含右半平面(right half plane, RHP)极点的场景。针对上述问题,基于考虑正负序耦合和源荷之间耦合的等效单输入单输出(single-input single-output, SISO)系统阻抗模型,提出了考虑RHP极点的三相变换器并网系统判稳方法。首先,对研究系统的RHP极点个数及奈奎斯特曲线包围点(-1, j0)的次数进行估算。然后,在奈奎斯特判据的基础上,利用SISO系统阻抗伯德图进行分析,在系统存在RHP极点的情况下对系统的稳定性进行判断。最后,基于Matlab/Simulink中搭建电磁暂态仿真模型,验证了在有无RHP极点的不同场景下,所提判稳方法均能对三相变换器并网系统的小干扰稳定性进行有效分析。

关键词：并网变换器单输入单输出小干扰稳定性右半平面极点源荷耦合阻抗伯德图

基于离散状态空间小步合成的固态变压器大步长仿真方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：张勇徐晋李子润汪可友李国杰邢法财电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 国网山东省电力公司电力科学研究院

固态变压器(solid state transformer，SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加，因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点，使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低，目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此，提出一种... 详细信息

固态变压器(solid state transformer，SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加，因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点，使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低，目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此，提出一种基于离散状态空间小步合成的SST大步长仿真方法。首先，建立了小步长建模、小步长仿真的离散状态空间模型。然后，根据离散状态空间方程的特点，采用小步迭代合成法构建离散状态空间大步长仿真模型，从而实现小步长建模、大步长仿真。最后，给出大步长仿真模型的二次等效方法，减少了系统整体建模的系数矩阵维度，降低计算复杂度。结果表明，所提方法不仅能减少数值积分误差和电力电子开关动作误差，实现100kHz开关频率下SST换流系统的精确仿真，还能显著提升SST的仿真效率。

关键词：离散状态空间模型固态变压器小步迭代合成大步长仿真

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双馈感应风力发电机的负电阻效应研究

太阳能学报 2022年第4期43卷 324-332页

作者：邢法财徐政浙江大学电气工程学院杭州310027

为评估双馈风电场经串补送出系统的振荡风险,该文重点对双馈风力发电机的负电阻效应进行研究。首先,结合双馈风力发电机常用的控制结构,通过分析其扰动响应特性建立端口导纳模型。在此基础上,通过等效电路分析建立异步发电机转子回路的... 详细信息

为评估双馈风电场经串补送出系统的振荡风险,该文重点对双馈风力发电机的负电阻效应进行研究。首先,结合双馈风力发电机常用的控制结构,通过分析其扰动响应特性建立端口导纳模型。在此基础上,通过等效电路分析建立异步发电机转子回路的等效阻抗模型。进一步地,对转子回路的负电阻特性进行研究,并定义2个特征指标来定性评估系统的振荡风险。最后,通过时域电磁暂态仿真验证所建立模型的准确性和特征指标的有效性。算例分析表明:双馈风力发电机的负电阻效应主要取决于异步发电机的转子回路,会受到运行转速、转子电阻及转子侧换流器控制器参数等的影响。

关键词：双馈风力发电机电力系统稳定性稳定性标准电气阻抗负电阻

计及网络谐振结构的双馈风电场次同步振荡问题分析及抑制

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电力自动化设备 2022年第8期42卷 126-132页

作者：邢法财武诚蒋哲张冰杨冬周宁国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250000 国网山东省电力公司电力调度控制中心山东济南250000

针对双馈风电场经串补送出时的振荡问题,致力于从电力网络谐振的角度分析其振荡机理,并提出相关抑制措施。首先结合双馈风机的基本结构,对其交流侧受扰动时的响应特性进行了分析,建立起双馈风机的端口阻抗模型。在此基础上,采用s域节点... 详细信息

针对双馈风电场经串补送出时的振荡问题,致力于从电力网络谐振的角度分析其振荡机理,并提出相关抑制措施。首先结合双馈风机的基本结构,对其交流侧受扰动时的响应特性进行了分析,建立起双馈风机的端口阻抗模型。在此基础上,采用s域节点导纳矩阵法分析了不同运行工况下双馈风电场经串补送出系统的网络谐振结构,并确定了不稳定谐振模式的主要影响区域。最后,针对最不稳定的谐振模式提出了基于旁路阻尼滤波器的谐振抑制措施,并通过电磁暂态仿真对其有效性进行了验证。算例分析表明,在高串补度、低运行转速下,系统在次同步频段内确实存在一定的谐振风险;通过合理设计旁路阻尼滤波器参数,可以有效提高系统的谐振稳定性。

关键词：双馈风机串补次同步振荡 s域节点导纳矩阵法旁路阻尼滤波器

两电平电压源型换流器负阻性与容性效应特征指标研究

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电力系统自动化 2021年第13期45卷 12-19页

作者：邢法财徐政浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

为评估两电平电压源型换流器(VSC)并网系统的谐振不稳定风险,定义了4个描述两电平VSC负阻性与容性效应的特征指标。首先,基于简化等效电路,通过奈奎斯特稳定判据论证了VSC负电阻引起谐振不稳定的简单机理。然后,通过分析两电平VSC的交... 详细信息

为评估两电平电压源型换流器(VSC)并网系统的谐振不稳定风险,定义了4个描述两电平VSC负阻性与容性效应的特征指标。首先,基于简化等效电路,通过奈奎斯特稳定判据论证了VSC负电阻引起谐振不稳定的简单机理。然后,通过分析两电平VSC的交流侧扰动响应特性建立其端口阻抗模型。在此基础上,通过简化分析建立VSC端口电阻和端口电抗的宽频近似模型;据此定义了VSC负阻性与容性效应的特征指标,并对其影响因素进行了分析。最后,通过电磁暂态仿真验证了宽频近似模型的准确性和特征指标的有效性。算例分析表明,文中提出的特征指标可以定性评估两电平VSC并网系统的谐振不稳定风险。

关键词：电压源型换流器谐振不稳定稳定判据阻抗模型宽频近似模型负阻性效应容性效应特征指标

非同步机电源接入电网后的谐振问题分析及抑制

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电力系统自动化 2019年第15期43卷 71-79页

作者：邢法财徐政王世佳浙江大学电气工程学院

随着非同步机电源在电网中的占比越来越大,有别于传统功角振荡的电网谐振不稳定问题逐渐显现。为此,文中提出了一种基于s域节点导纳矩阵的网络谐振分析方法,用以分析及抑制含非同步机电源电力系统的谐振问题。首先,介绍了两种非同步机... 详细信息

随着非同步机电源在电网中的占比越来越大,有别于传统功角振荡的电网谐振不稳定问题逐渐显现。为此,文中提出了一种基于s域节点导纳矩阵的网络谐振分析方法,用以分析及抑制含非同步机电源电力系统的谐振问题。首先,介绍了两种非同步机电源的s域阻抗建模方法--小干扰线性化法和测试信号法,重点考虑了内环控制器和锁相环的影响。然后,给出了一套基于s域节点导纳矩阵的网络谐振结构分析方法,并提出了两个描述谐振模式的特征指标,用以确定其主要影响区域和敏感元件参数。最后,以某风电场并网系统为例,对该系统的谐振结构进行了分析,并针对其存在的谐振问题提出了相应的改善措施。分析表明,由于电力电子装置的负电阻效应,含非同步机电源的电力系统确实存在谐振不稳定的风险,需要加以抑制。

关键词：非同步机电源电网谐振 s域节点导纳矩阵小干扰线性化法测试信号法

基于卷积神经网络的含分布式光伏配电网静态等值

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山东大学学报（工学版） 2023年第4期53卷 140-148,156页

作者：范海雯郝旭东赵康邢法财蒋哲李常刚山东大学电气工程学院山东济南250061 国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250003

为提升含分布式光伏配电网静态等值的运行方式适应性,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的含分布式光伏配电网静态等值方法。考虑源荷不确定性及相关性,基于核密度估计和Copula函数生成光伏、负荷功率场景... 详细信息

为提升含分布式光伏配电网静态等值的运行方式适应性,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的含分布式光伏配电网静态等值方法。考虑源荷不确定性及相关性,基于核密度估计和Copula函数生成光伏、负荷功率场景并计算配网潮流。针对各单一运行方式下的等值问题,构造含分布式光伏配电网的等值模型,采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)辨识变压器和线路参数。为提高模型参数计算效率,提出一种基于CNN的含分布式光伏配电网静态等值参数估计模型。在某省配电网算例下验证了所提方法的有效性。相较于其他方法,基于CNN的静态等值考虑了源荷功率的波动性及相关性,且提高了等值参数辨识效率,能够应用于静态等值参数的在线计算。

关键词：分布式光伏配电网静态等值卷积神经网络粒子群优化

利用旁路阻尼滤波器抑制次同步谐振:原理与应用

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电网技术 2019年第3期43卷 1006-1015页

作者：王世佳徐政邢法财张锋王衡浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网新疆电力有限公司

通常意义上的次同步谐振包括3方面的内容,即感应发电机效应、扭振相互作用和暂态扭矩放大效应。旁路阻尼滤波器(bypassdampingfilter,BDF)通常被认为仅对感应发电机效应有抑制作用。首先通过定性和定量分析说明BDF同样能够有效抑制扭振... 详细信息

通常意义上的次同步谐振包括3方面的内容,即感应发电机效应、扭振相互作用和暂态扭矩放大效应。旁路阻尼滤波器(bypassdampingfilter,BDF)通常被认为仅对感应发电机效应有抑制作用。首先通过定性和定量分析说明BDF同样能够有效抑制扭振相互作用和暂态扭矩放大效应。接着从扭振稳定性的角度出发,针对单机系统和多机系统分别提出了BDF的参数整定方法。最后基于IEEE第一标准模型和我国华北地区某20机等值模型,通过时域仿真和扭振模式分析验证了BDF对扭振相互作用和暂态扭矩放大效应的抑制效果,以及所提出参数整定方法的有效性。

关键词：旁路阻尼滤波器次同步谐振参数整定扭振相互作用暂态扭矩放大

溪洛渡直流送端系统中PSS对次同步振荡的影响及应对措施

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电力自动化设备 2020年第9期40卷 177-183页

作者：刘昕宇徐政邢法财张哲任浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为了探究溪洛渡直流送端系统曾出现次同步振荡现象的原因并提出相应的改进措施,首先采用复转矩系数法、测试信号法分析了威信电厂发电机组在投入电力系统稳定器(PSS)前后的阻尼特性。分析结果表明由于直流输电的接入削弱了电网次同步阻... 详细信息

为了探究溪洛渡直流送端系统曾出现次同步振荡现象的原因并提出相应的改进措施,首先采用复转矩系数法、测试信号法分析了威信电厂发电机组在投入电力系统稳定器(PSS)前后的阻尼特性。分析结果表明由于直流输电的接入削弱了电网次同步阻尼,PSS的投入引发了系统次同步振荡。在分析现有问题的基础上,通过对电磁功率偏差反馈型和加速功率偏差反馈型PSS进行改进,提出了新型可切换式PSS。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了新型可切换式PSS可提高系统次同步阻尼特性并对次同步振荡有良好的抑制效果。

关键词：次同步振荡复转矩系数法测试信号法阻尼特性可切换 PSS