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基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统稳定性分析

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电力自动化设备 2023年第2期43卷 67-73页

作者：秦健飞裴忠晨林琳刘闯朱帝王菁月聂宏展东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 浙江华云清洁能源有限公司浙江杭州310000

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻... 详细信息

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻抗模型,通过对比仿真测量与解析计算结果验证所建模型的准确性,并利用所建精确模型进一步研究电路参数和控制参数变化对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建中压直流柔性互联配电系统的仿真模型,验证了所提小信号阻抗模型的准确性。

关键词：中压直流柔性互联配电系统隔离型模块化多电平换流器小信号模型阻抗建模稳定性分析

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三端磁隧道结的稳定性分析

物理学报 2019年第20期68卷 252-259页

作者：王日兴李雪李连肖运昌许思维湖南文理学院师范学院常德415000 湖南文理学院洞庭湖生态经济区建设与发展省级协同创新中心常德415000

在理论上研究了磁隧道结/重金属层组成的三端磁隧道结中磁性状态的稳定性.以包含自旋转移矩和自旋轨道矩的Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG)方程为基础,通过对平衡点进行线性稳定性分析,得到了以钉扎层磁化向量方向和自旋轨道矩电流密度... 详细信息

在理论上研究了磁隧道结/重金属层组成的三端磁隧道结中磁性状态的稳定性.以包含自旋转移矩和自旋轨道矩的Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG)方程为基础,通过对平衡点进行线性稳定性分析,得到了以钉扎层磁化向量方向和自旋轨道矩电流密度为控制参数的相图.相图中包括平面内的进动态和稳定态以及伸出膜面的进动态和稳定态.当钉扎层磁化向量在垂直薄膜平面内旋转时,通过调节钉扎层磁化向量方向,可以实现自由层磁化向量从稳定态到进动态的转化.当钉扎层磁化向量在薄膜平面内旋转时,在钉扎层磁化向量方向与自由层易磁化轴方向平行或者反平行的结构中,失稳电流最小,当钉扎层磁化向量方向逐渐偏离这两个方向时,失稳电流不断增加.调节自旋转移矩电流密度,可以实现磁化翻转,在自旋轨道矩的辅助下,可以减小翻转时间.相图的正确性通过画不同磁性状态磁化向量随时间的演化轨迹得到了验证.

关键词：磁化翻转自旋转移矩自旋轨道矩稳定性分析

铁磁/重金属双层薄膜结构中磁性状态的稳定性分析

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物理学报 2015年第13期64卷 363-368页

作者：王日兴贺鹏斌肖运昌李建英湖南文理学院电气与信息工程学院常德415000 湖南大学物理与微电子科学学院长沙410082

本文在理论上研究了铁磁/重金属双层薄膜结构中自旋霍尔效应自旋矩驱动的磁动力学.通过线性稳定性分析,获得了以电流和磁场为控制参数的磁性状态相图.发现通过调节电流密度和外磁场,可以获得不同的磁性状态,例如:平面内的进动态、平面... 详细信息

本文在理论上研究了铁磁/重金属双层薄膜结构中自旋霍尔效应自旋矩驱动的磁动力学.通过线性稳定性分析,获得了以电流和磁场为控制参数的磁性状态相图.发现通过调节电流密度和外磁场,可以获得不同的磁性状态,例如:平面内的进动态、平面内的稳定态以及双稳态.当外磁场的方向在一定的范围时,通过调节电流密度可以实现磁矩的翻转和进动.同时,通过数值求解微分方程,给出了这些磁性状态磁矩的演化轨迹.

关键词：磁矩翻转自旋霍尔效应稳定性分析

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基于无源阻尼的直流微电网稳定性分析

高电压技术 2017年第9期43卷 3100-3109页

作者：张辉杨甲甲支娜李宁西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

多变换器与负载交互所引起的稳定性问题已成为直流微电网领域的一个研究热点,但目前稳定性研究大多集中在单一控制的直流微电网,缺乏普适性。针对母线电压分层控制下的直流微电网稳定性问题,建立了各接口变换器在不同控制下的小信号模... 详细信息

多变换器与负载交互所引起的稳定性问题已成为直流微电网领域的一个研究热点,但目前稳定性研究大多集中在单一控制的直流微电网,缺乏普适性。针对母线电压分层控制下的直流微电网稳定性问题,建立了各接口变换器在不同控制下的小信号模型和直流微电网等效阻抗模型,并利用阻抗比判据判定直流微电网3种模式的小信号稳定性,将稳定性最差的模式作为直流微电网系统稳定性的判定指标。采用无源阻尼法,通过增加阻尼电阻改善了负载阻抗特性,使直流微电网的稳定性得到提高并得出滤波参数对稳定性的影响规律。研究结果表明:模式2下直流微电网稳定性最差,在添加了12?阻尼电阻后,幅值裕量增加了12.7 d B,相角裕量增加了11.5°。因此无源阻尼可改善负载阻抗特性,从而提高直流微电网稳定性。

关键词：直流微电网分层控制小信号建模等效阻抗模型稳定性分析无源阻尼

基于序分量映射的MMC单相化阻抗建模及稳定性分析

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电网技术 2023年第6期47卷 2530-2538页

作者：王顺亮王佳林马俊鹏赵远刘天琪上官博洋彭光强四川大学电气工程学院四川省成都市610065 中国南方电网超高压输电公司检修试验中心广东省广州市510700

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其耐压高,结构简易,控制多样化等特点,在高电压大容量工况中受到广泛应用,故对其精确建模成为当前研究热点。而直接对三相模块化多电平换流器进行谐波状态空间(harmonic state s... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其耐压高,结构简易,控制多样化等特点,在高电压大容量工况中受到广泛应用,故对其精确建模成为当前研究热点。而直接对三相模块化多电平换流器进行谐波状态空间(harmonic state space,HSS)建模存在模型维度高,复杂性强,物理特性揭示不明确等缺点。该文利用三相系统的参数对称性,首先将三相MMC系统简化为单相系统,进行状态空间模型的构建。并在模型中引入序分量以反映三相系统各信号间的相互关系。其次将该相序映射关系与控制环节的传递函数相结合完成闭环模型的建立,保障数学模型的正确性。最后,在仿真平台进行了对比实验,证实简化建模方法的可行性。在此基础上,该文利用所建立的谐波状态空间方程,使用A矩阵特征值分析了单端MMC系统的稳定性。并利用阻抗分析法分析了互联系统的稳定性,最后的仿真结果也验证了理论分析的正确性。

关键词：模块化多电平换流器阻抗建模谐波状态空间序分量映射稳定性分析

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传统高压直流输电系统稳定性分析和控制综述

电工技术学报 2013年第10期28卷 288-300页

作者：李兴源赵睿刘天琪王渝红王曦四川大学电气信息学院成都610065

概述了传统高压直流(HVDC)系统的稳定性分析和控制。着重评述多馈入直流(MIDC)系统的稳定性分析和HVDC控制器设计中的观测与控制敏感点挖掘,各种控制理论在HVDC控制中的应用和MIDC系统的协调控制。最后,总结当前HVDC系统控制研究存在的... 详细信息

概述了传统高压直流(HVDC)系统的稳定性分析和控制。着重评述多馈入直流(MIDC)系统的稳定性分析和HVDC控制器设计中的观测与控制敏感点挖掘,各种控制理论在HVDC控制中的应用和MIDC系统的协调控制。最后,总结当前HVDC系统控制研究存在的问题和未来有待进一步开展的工作。

关键词：高压直流(HVDC) 多馈入直流(MIDC) 稳定性分析协调控制

考虑锁相环角频率变化的单相车网系统动态稳定性分析

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电力自动化设备 2022年第12期42卷 171-176页

作者：喻文倩刘志刚张友刚刘静伟西南交通大学电气工程学院四川成都611756

在高速铁路中,动车组和牵引网之间的参数不匹配可能会导致低频振荡现象发生。虽然常见的阻抗分析法已被广泛用于解释这种现象,但是为了降低计算复杂度,建立了单相车网系统的时域状态空间平均模型。在该模型中,考虑了锁相环的角频率变化... 详细信息

在高速铁路中,动车组和牵引网之间的参数不匹配可能会导致低频振荡现象发生。虽然常见的阻抗分析法已被广泛用于解释这种现象,但是为了降低计算复杂度,建立了单相车网系统的时域状态空间平均模型。在该模型中,考虑了锁相环的角频率变化和控制中的时间延迟,以更好地反映实际的dq解耦控制。为了避免基于Nyquist曲线或Bode图分析方法在频域中所需的输入输出阻抗的复杂计算,采用根轨迹分析了电路和控制参数对车网系统稳定性的影响。此外,还应用design-oriented分析方法对各种参数的稳定边界进行了绘制。通过比较理论分析、软件仿真和硬件在环实验结果,最终验证了所建立数学模型的准确性和所应用分析方法的有效性。

关键词：单相车网系统状态空间平均模型稳定性分析根轨迹 design-oriented分析

弱电网下计及直流母线和镜像频率耦合扰动的三相LCL型并网逆变器序导纳建模及稳定性分析

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电力自动化设备 2020年第9期40卷 190-196页

作者：朱益良蒲俊楷葛兴来闫培雷孙伟鑫李婷婷刘川西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都610031 成都运达科技股份有限公司四川成都610097

为解决新能源并网系统的交互失稳问题,首先运用双谐波线性化方法,综合考虑直流母线与镜像频率耦合扰动,建立三相LCL型并网逆变器的序导纳模型;进一步将传统的矩阵序导纳模型简化为单输入单输出序导纳模型,分别分析锁相环、直流电压外环... 详细信息

为解决新能源并网系统的交互失稳问题,首先运用双谐波线性化方法,综合考虑直流母线与镜像频率耦合扰动,建立三相LCL型并网逆变器的序导纳模型;进一步将传统的矩阵序导纳模型简化为单输入单输出序导纳模型,分别分析锁相环、直流电压外环和电流内环控制器的带宽对并网逆变器导纳特性的影响规律;最后基于MATLAB/Simulink仿真平台,验证了非线性时域系统中所建序导纳模型的准确性,并通过奈奎斯特稳定判据证明了所提模型可有效地提高弱电网下并网交互系统稳定性。

关键词：弱电网并网逆变器镜像频率耦合稳定性分析双谐波线性化

虚拟同步发电机接入弱电网的序阻抗建模与稳定性分析

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中国电机工程学报 2019年第6期39卷 1560-1571页

作者：伍文华陈燕东周乐明罗安周小平黄旭程杨苓谢志为国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)按照控制方法的不同可分为电压控制型和电流控制型VSG。首先,采用谐波线性化方法建立电压控制型VSG和电流控制型VSG的小信号序阻抗模型,对比分析这两种不同类型VSG的序阻抗特性。电... 详细信息

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)按照控制方法的不同可分为电压控制型和电流控制型VSG。首先,采用谐波线性化方法建立电压控制型VSG和电流控制型VSG的小信号序阻抗模型,对比分析这两种不同类型VSG的序阻抗特性。电压控制型VSG的序阻抗基本呈感性,与电网的阻抗特性基本一致;而电流控制型VSG的序阻抗在中频段显负阻性,且阻抗幅值非常小。基于所建序阻抗模型和Nyquist稳定判据分析电网强弱、VSG并网台数和锁相环带宽对两种不同类型VSG并网系统稳定性的影响。稳定性分析结果表明:电流控制型VSG接入电网容易发生谐波振荡问题,而电压控制型VSG并网系统在弱电网或者高渗透率新能源发电下依旧可以稳定运行且无锁相环的约束。因此,从系统稳定性的角度来说,电压控制型VSG比电流控制型VSG更适合应用于新能源并网发电中。实验验证了该文分析的正确性。

关键词：虚拟同步发电机序阻抗建模谐波振荡稳定性分析弱电网