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计及数字控制延时影响的含PMSG电力系统的宽频振荡z域阻抗判据研究

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 138-146页

作者：黄志光陈浩丁浩寅张怡静钟伟伦徐波国家电网有限公司华东分部上海200120 上海电力大学电气工程学院上海200090

随着大量数字控制被应用于永磁直驱风电机组,受数字控制延时影响,含永磁直驱风电机组电力系统的宽频振荡问题日益突出。为了深入分析宽频振荡失稳机理以及快速准确地评估系统稳定性,提出了一种新的阻抗建模方法和稳定性判据。首先,基于... 详细信息

随着大量数字控制被应用于永磁直驱风电机组,受数字控制延时影响,含永磁直驱风电机组电力系统的宽频振荡问题日益突出。为了深入分析宽频振荡失稳机理以及快速准确地评估系统稳定性,提出了一种新的阻抗建模方法和稳定性判据。首先,基于精确离散化方法将含有延时环节的永磁直驱风电机组以及受端交流电网中的系统元件分别建模成锁相环坐标系下的z域阻抗模型。根据电路原理,将所有系统元件聚合成z域聚合阻抗模型,以此作为后续理论发展的模型基础。然后,基于盖尔圆定理,提出广义禁区判据来分析系统稳定性。最后,在Matlab/Simulink中搭建含永磁直驱风电机组的改进IEEE 3机9节点模型验证所提方法的有效性。

关键词：数字控制延时阻抗模型直驱风机宽频振荡稳定性判据

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压缩感知和图卷积神经网络相结合的宽频振荡扰动源定位方法

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高电压技术 2024年第3期50卷 1080-1089页

作者：王渝红李晨鑫周旭朱玲俐蒋奇良郑宗生四川大学电气工程学院成都610065

新能源并网引发的宽频振荡严重威胁电网安全,实现宽频振荡源的在线定位并及时采取抑制措施以保证系统安全稳定尤为必要。为此,提出一种压缩采样和图卷积神经网络相结合的宽频振荡源定位方法,该方法首先在子站对时序的振荡信号进行稀疏采... 详细信息

新能源并网引发的宽频振荡严重威胁电网安全,实现宽频振荡源的在线定位并及时采取抑制措施以保证系统安全稳定尤为必要。为此,提出一种压缩采样和图卷积神经网络相结合的宽频振荡源定位方法,该方法首先在子站对时序的振荡信号进行稀疏采样,获得其低维观测序列,作为节点的时序信息,然后在主站融合系统的拓扑结构捕捉各节点的邻接关系,综合考虑系统振荡的时空特性,运用图卷积神经网络实现振荡源定位。最后利用宽频振荡样本集进行仿真验证,结果表明所提方法在量测数据含有噪声、传输数据缺失以及传输数据偏差的情况下都有较高的定位准确度。

关键词：新能源发电宽频振荡振荡源定位压缩感知时空特性图卷积神经网络

考虑新能源场站间相互作用的宽频振荡特性研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 563-573页

作者：马燕峰陈鑫刘新元赵书强江伟建河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 保定071003 国网江西省电力有限公司宜春供电分公司宜春336000 国网山西省电力公司电力科学研究院太原030001 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司嘉兴314000

相对于单源并网系统,以风光为代表的多源并网系统由于场站间相互作用的存在,使得系统的宽频振荡分析变得更加复杂。针对新能源场站间相互作用参与的宽频振荡问题,该文首先采用图形化建模方法建立系统的小信号模型并进行仿真验证,接着通... 详细信息

相对于单源并网系统,以风光为代表的多源并网系统由于场站间相互作用的存在,使得系统的宽频振荡分析变得更加复杂。针对新能源场站间相互作用参与的宽频振荡问题,该文首先采用图形化建模方法建立系统的小信号模型并进行仿真验证,接着通过特征值分析法进行宽频振荡模式分析,找出风电场与光伏电站共同参与的交互模式,进一步采用阻抗法研究新能源场站间相互作用并进行影响因素分析。研究结果表明,新能源场站间的相互作用取决于场站等值导纳的相对大小及相位,新能源场站的并网距离及出力比均会对场站间相互作用产生影响从而影响系统交互模式,通过分析新能源的不同位置和运行工况下的交互作用规律可对大规模新能源接入及运行提供一定指导。

关键词：风电场光伏发电系统电力系统稳定性宽频振荡场站间相互作用

基于Copula传递熵的设备级和网络级宽频振荡传播路径分析及振荡源定位方法

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电工技术学报 2024年第16期39卷 4996-5010页

作者：冯双杨浩崔昊汤奕雷家兴东南大学电气工程学院南京210096

电力电子化电力系统的宽频振荡问题严重危害电网的安全稳定运行,及时确定宽频振荡的传播路径和振荡源位置,对振荡的抑制至关重要。该文从因果关系的角度提出一种基于Copula传递熵的设备级和网络级宽频振荡传播路径分析及振荡源定位方法... 详细信息

电力电子化电力系统的宽频振荡问题严重危害电网的安全稳定运行,及时确定宽频振荡的传播路径和振荡源位置,对振荡的抑制至关重要。该文从因果关系的角度提出一种基于Copula传递熵的设备级和网络级宽频振荡传播路径分析及振荡源定位方法,通过分析多变量之间的因果传递方向和因果强度系数,利用有向加权图构建宽频振荡因果网络,在此基础上确定振荡源位置,并通过保留因果强度系数最大的支路,确定振荡的主要传播路径。采用所提方法一方面能够从设备级分析控制器内部各状态变量的因果关联性;另一方面能够从网络级分析电网中各节点振荡数据的因果传递性,从而确定宽频振荡在控制器内部和电网中的传播路径及振荡源位置。最后,在强迫振荡、风机与弱电网交互、发电机轴系振荡中的仿真算例表明,所提方法适用于多种机理的宽频振荡,能够同时实现设备级和网络级宽频振荡传播路径分析和振荡源定位。

关键词：宽频振荡振荡传播振荡源定位 Copula传递熵因果分析

光火打捆直流送出环境下系统宽频振荡机理及特性分析

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太阳能学报 2024年第4期45卷 382-393页

作者：马燕峰赵茜赵书强李然高丽河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 保定071003

针对大规模光伏和火电打捆经传统高压直流输电(LCC-HVDC)送出系统并网引发的宽频振荡问题,首先,建立状态空间模型和阻抗模型,并证明简化火电模型无法体现光火和直流交互作用模式,需采用六阶详细火电模型,进而在此模型基础上用特征值法... 详细信息

针对大规模光伏和火电打捆经传统高压直流输电(LCC-HVDC)送出系统并网引发的宽频振荡问题,首先,建立状态空间模型和阻抗模型,并证明简化火电模型无法体现光火和直流交互作用模式,需采用六阶详细火电模型,进而在此模型基础上用特征值法计算出系统可能存在的振荡频率;其次,通过阻抗法分析系统宽频振荡和交互作用机理以及参数变化对系统振荡模式的影响;最后,通过PSCAD/EMTDC平台验证系统宽频振荡机理及影响因素作用效果的正确性。结果表明:宽频振荡是在某些频段下由系统的负阻尼特性所引发;元件参数的改变会通过影响系统阻尼改变宽频振荡幅值,进一步给出滤波器及换流器的合理参数范围。

关键词：光伏发电系统高压直流输电宽频振荡阻抗分析法交互作用

适应风电场宽频振荡研究的模糊度量层次聚类法

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电气工程学报 2024年第1期19卷 261-271页

作者：宋锐甘嘉田王泽嘉许德操白左霞韩民晓国网青海省电力公司西宁810008 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为助力“双碳”目标实现,推动风电产业发展,研究并治理风电场并网宽频振荡问题迫在眉睫。为建立适用于风电场振荡研究且能准确高效反映实际风电场输出特性的仿真模型,提出基于模糊度量的层次聚类法,改善传统综合层次聚类算法使用距离度... 详细信息

为助力“双碳”目标实现,推动风电产业发展,研究并治理风电场并网宽频振荡问题迫在眉睫。为建立适用于风电场振荡研究且能准确高效反映实际风电场输出特性的仿真模型,提出基于模糊度量的层次聚类法,改善传统综合层次聚类算法使用距离度量造成的聚类结果偏移。利用F检验法定量评价聚类效果,横向比较F评分确定最优聚类方案,纵向比较确定最优聚类分群数。评价结果表明,模糊度量层次聚类法的聚类效果良好。最后采用PSCAD结合青海省海南新能源基地风电场实例进行了仿真分析,验证了模糊度量层次聚类法对风电场聚类的适用性。

关键词：风电场宽频振荡模糊度量层次聚类 F检验聚类评价

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柔性低频输电系统宽频振荡研究现状与展望

高电压技术 2024年第5期50卷 1967-1977页

作者：向念文王书来邵冰冰丁超韩彬赵国亮合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 中国电力科学研究院有限公司北京100192 先进输电技术全国重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京102209

柔性低频输电系统中含有交交换流器等电力电子设备,导致控制环节存在宽频带动态耦合,从而引发宽频振荡问题。同时,柔性低频输电系统相比于直流输电系统多出异频交互特性,其动态特性更加复杂,宽频带动态交互问题更为突出,解决系统宽频振... 详细信息

柔性低频输电系统中含有交交换流器等电力电子设备,导致控制环节存在宽频带动态耦合,从而引发宽频振荡问题。同时,柔性低频输电系统相比于直流输电系统多出异频交互特性,其动态特性更加复杂,宽频带动态交互问题更为突出,解决系统宽频振荡问题是保证系统稳定运行的重要前提。首先阐述了柔性低频输电系统可适用于3种不同类型下的输电场景,并在此基础上分析不同应用场景下系统可能存在的宽频带动态交互过程和现有工程中存在的振荡现象。然后,对柔性低频输电系统宽频振荡问题和抑制策略进行概述和总结,指出目前研究在宽频振荡分析和抑制上存在的不足。最后,对柔性低频输电系统宽频振荡场景、机理和抑制方法等方面进行展望,为柔性低频输电系统宽频振荡问题的后续研究提供参考和借鉴。

关键词：柔性低频输电系统适用场景宽频振荡动态交互振荡分析抑制策略

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高比例风电系统宽频振荡紧急控制策略研究

全球能源互联网 2024年第5期7卷 558-566页

作者：柳劲松马宁宁刘舒国网上海市电力公司上海市浦东新区200122 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

宽频振荡紧急控制是保障风电系统安全运行的“兜底”措施之一。由于风电系统非线性强度大及运行工况多变,难以建立宽频振荡在线风险评估的解析模型。为此,提出了基于数据驱动的宽频振荡风险在线评估方法及紧急控制策略。首先,设计了能... 详细信息

宽频振荡紧急控制是保障风电系统安全运行的“兜底”措施之一。由于风电系统非线性强度大及运行工况多变,难以建立宽频振荡在线风险评估的解析模型。为此,提出了基于数据驱动的宽频振荡风险在线评估方法及紧急控制策略。首先,设计了能够应对宽频振荡多模态和时变特征的宽频相量检测算法,为后续宽频振荡特征评估提供数据支撑;其次,利用最大李雅普诺夫指数作为宽频振荡动态演化趋势的量化指标,并根据风电机组模态阻抗的负电阻效应在线辨识宽频振荡源;然后,融合宽频振荡特征辨识结果,提出宽频振荡风险在线评估策略,进一步将评估结果应用于宽频振荡紧急控制;最后,通过RTDS硬件在环平台验证所提方法的有效性和可靠性。

关键词：风电系统宽频振荡阻抗特性振荡溯源最大李雅普诺夫指数

新能源同步发电机序阻抗建模及其对宽频振荡的抑制作用

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电网技术 2024年第9期48卷 3595-3603,I0020,I0021页

作者：刘纯赵牧驰汪海蛟何国庆张明远李洋可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

针对新能源并网设备频繁发生的次/超同步振荡问题,在前序研究中所提出的一种适用于光伏和储能的全新的基于开绕组同步电机(open winding synchronous machine,OWSM)的新能源同步发电机(renewable energy synchronous generator,RESG)拓... 详细信息

针对新能源并网设备频繁发生的次/超同步振荡问题,在前序研究中所提出的一种适用于光伏和储能的全新的基于开绕组同步电机(open winding synchronous machine,OWSM)的新能源同步发电机(renewable energy synchronous generator,RESG)拓扑的基础上,运用频域小信号阻抗建模方法,建立了新能源同步发电机拓扑的宽频阻抗模型,并在仿真中进行了扫频验证,验证了所提模型的正确性。分析了新能源同步发电机拓扑的阻抗特性,表明该拓扑的宽频阻抗特性为电压源特性,不易与电网交互产生振荡。将一定容量的新能源同步发电机和传统跟网型变流器共同接入并网,可以起到改善并网特性、抑制宽频振荡的作用。分析了将光伏场站中的一部分机组改造为新能源同步发电机后场站阻抗特性的变化。最后,建立了运用新能源同步发电机对某光伏场站改造的仿真案例,初步证明了所提新能源同步发电机拓扑在抑制宽频振荡方面的应用潜力。

关键词：开绕组同步电机宽频振荡振荡抑制稳定性光伏场站

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