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张北工程风电柔直汇集系统次、超同步振荡分析

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全球能源互联网 2023年第6期6卷 608-617页

作者：郑少明刘一民董鹏林畅纪锋裴翔羽国家电网有限公司华北分部北京市西城区100053 先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京市昌平区102209 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

张北可再生能源柔性直流电网工程投运以来,交直流系统中数次出现次、超同步振荡问题。对2022年某日振荡发生时现场录波采集到的交直流振荡波形数据进行分析,录波数据分析表明,交流侧的次同步(43.75 Hz)、超同步(56.25 Hz)振荡,在dq坐标... 详细信息

张北可再生能源柔性直流电网工程投运以来,交直流系统中数次出现次、超同步振荡问题。对2022年某日振荡发生时现场录波采集到的交直流振荡波形数据进行分析,录波数据分析表明,交流侧的次同步(43.75 Hz)、超同步(56.25 Hz)振荡,在dq坐标系下均表现为6.25 Hz振荡,同时在直流电压和直流电流中也出现了6.25 Hz的振荡频率。初步判断振荡发生的原因是:风电场功率快速变化时,站间骤然变化的直流电压引起了直流电流发生振荡,直流电流通过直流通路造成MMC子模块电容电压产生振荡,最终通过MMC基本运行原理耦合到了交流系统。最后,通过电磁暂态仿真对风电柔直汇集系统次、超同步振荡产生原因进验证。

关键词：柔性直流输电系统次同步振荡超同步振荡低频振荡直流电压控制录波数据

并网逆变器复合电流环引起次/超同步振荡机理研究

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电网技术 2017年第4期41卷 1061-1067页

作者：王晖李莹李文锋王超刘明松杨大业中国电力科学研究院北京市海淀区100192 国家电网调度中心北京市西城区100031

针对我国电力系统中的并网逆变器引起的次/超同步振荡现象,以单逆变器经阻抗并理想电源的典型系统为例进行分析。由于锁相环动态和较大电网电抗的存在,单逆变器并网系统电流环存在dq轴耦合。将dq轴统一考虑,建立了单逆变器并网系统的复... 详细信息

针对我国电力系统中的并网逆变器引起的次/超同步振荡现象,以单逆变器经阻抗并理想电源的典型系统为例进行分析。由于锁相环动态和较大电网电抗的存在,单逆变器并网系统电流环存在dq轴耦合。将dq轴统一考虑,建立了单逆变器并网系统的复合电流环模型。复合电流环中存在正反馈作用,该反馈与锁相环、电流控制器、系统运行点、电网电抗和滤波电抗等多个因素相关,若匹配不当则可能造成振荡或失稳。使用根轨迹法对上述因素对系统稳定性的影响进行分析,探讨了通过适当调整并网逆变器控制参数来抑制振荡的方法。通过时域仿真验证了复合电流环的准确性,同时验证了调整电流环控制参数抑制次/超同步振荡的效果。最后,对复合电流环模型的应用进行了展望。

关键词：次同步振荡超同步振荡并网逆变器建模复合电流环振荡抑制

采用VSC-HVDC并网的直驱风电场次/超同步振荡特性

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电力系统自动化 2018年第22期42卷 44-51页

作者：陈宝平林涛陈汝斯郭紫昱盛逸标徐遐龄武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 国家电网华中电力调控分中心湖北省武汉市430077

风电、光伏经由高压直流输电系统并网外送已经成为大规模可再生能源基地的主要输送方式。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是直驱风电机组与柔性高压直流(VSC-HVDC)输电系统之间相互作用引发的次/超同步振荡问题值得深入研究。首先... 详细信息

风电、光伏经由高压直流输电系统并网外送已经成为大规模可再生能源基地的主要输送方式。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是直驱风电机组与柔性高压直流(VSC-HVDC)输电系统之间相互作用引发的次/超同步振荡问题值得深入研究。首先,分别建立直驱风电机组与VSC-HVDC的动态模型,并深入分析与推导两者之间的接口矩阵与接口动态方程,进而得到直驱风电机组经VSC-HVDC并网外送的完整动态模型。在此基础上,采用特征值分析法计算得到各振荡模式的参与因子,并根据模式参与因子判断出次/超同步振荡模式之间存在阻尼耦合。通过PSCAD/EMTDC进行时域仿真,验证了模型与特征值分析结果的正确性。进一步深入分析风电并网距离/阻抗、直驱风电机组机/网侧控制器与VSC-HVDC送/受端控制器参数对次/超同步振荡阻尼特性的影响,结果表明:同一个控制器参数可同时影响多个次/超同步模式,同一个次/超同步模式可同时受多个控制器参数影响,并且这种阻尼耦合的影响可能趋同(调节控制器参数,耦合的两种模式的阻尼比同向变化),可能趋反(调节控制器参数,耦合的两种模式的阻尼比反向变化),也可能趋同与趋反同时存在。

关键词：直驱永磁同步发电机柔性高压直流输电系统次同步振荡超同步振荡特征值分析接口矩阵阻尼耦合

改进PNN神经网络在电力系统次/超同步振荡监测中的应用

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电力电容器与无功补偿 2022年第5期43卷 76-83页

作者：赵妍赵起张劲松聂永辉东北电力大学输变电技术学院吉林吉林132012 东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

电力系统次/超同步振荡的常用的检测(标题用的是监测,让作者再看看)方法是:首先对实测数据进行滤波得到次/超同步振荡信号分量,再根据对各分量信号进行参数辨识的结果,来确认是否发生次/超同步振荡。这样,振荡判断的准确性就受到滤波器... 详细信息

电力系统次/超同步振荡的常用的检测(标题用的是监测,让作者再看看)方法是:首先对实测数据进行滤波得到次/超同步振荡信号分量,再根据对各分量信号进行参数辨识的结果,来确认是否发生次/超同步振荡。这样,振荡判断的准确性就受到滤波器的效果和参数辨识方法准确性的双重影响。为了解决上述问题,提出将同步压缩小波变换(SST)和深度学习方法—概率神经网络(PNN神经网络)相结合应用于次/超同步振荡的监测。首先,用SST变换替代传统滤波器实现滤波的功能,得到次同步频率、工频频率和超同步频率的信号分量。然后,不再进行参数辨识,而是直接将得到的各类信号分量数据直接交于PNN神经网络进行分类,直接挖掘次/超同步振荡数据的特点,达到在线监测的目的。仿真和实例均验证了方法的可靠性。

关键词：次同步振荡超同步振荡深度学习 PNN神经网络同步压缩小波变换(SST) 在线监测

风电场并网系统次/超同步振荡功率的频率分量特征研究

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电力科学与技术学报 2021年第6期36卷 128-135页

作者：马闻达王西田解大上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

大规模风电场并网系统引起的次/超同步振荡对系统稳定性及风电消纳造成了不利影响,为此,对该类新型振荡的频率分量及宽频特征进行研究。首先,利用瞬时功率理论分析次/超同步振荡功率的表现形式,发现其同时包含交流分量与直流分量。其次... 详细信息

大规模风电场并网系统引起的次/超同步振荡对系统稳定性及风电消纳造成了不利影响,为此,对该类新型振荡的频率分量及宽频特征进行研究。首先,利用瞬时功率理论分析次/超同步振荡功率的表现形式,发现其同时包含交流分量与直流分量。其次,研究系统处于不同运行状态时次/超同步振荡功率的频率分量特征。最后,通过仿真算例分析,验证风电场并网系统次/超同步振荡功率的频率分量特征的理论分析结论。

关键词：大规模风电场次同步振荡超同步振荡功率频率分量

新能源汇集地区次/超同步振荡监测告警及控制系统研究

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电气技术 2018年第8期19卷 72-76页

作者：陈军王琛南东亮冯小萍张路国网新疆电力有限公司吐鲁番供电公司乌鲁木齐830011 国网新疆电力有限公司电力科学研究院乌鲁木齐830011 国网新疆电力有限公司电力调度控制中心乌鲁木齐830011

天中±800kV特高压直流送端(新疆哈密地区)是风、光、火打捆经直流送出的复杂系统,存在较高的次/超同步振荡的风险。针对新疆电网新能源汇集地区次/超同步振荡现有监测告警系统不足之处,提出了改进方法和优化方案,建立了监测系统三道防... 详细信息

天中±800kV特高压直流送端(新疆哈密地区)是风、光、火打捆经直流送出的复杂系统,存在较高的次/超同步振荡的风险。针对新疆电网新能源汇集地区次/超同步振荡现有监测告警系统不足之处,提出了改进方法和优化方案,建立了监测系统三道防线和告警系统两个平台;针对现有稳控系统不足之处,提出了振荡定位方法和改进切机方案,建立了稳控系统三道防线。改进后的监测告警及控制体系能对振荡进行实时监控、及时告警并进行快速抑制,提高了电网运行可靠性。

关键词：新能源次同步振荡超同步振荡监测告警控制

开环模式谐振条件下直驱风机接入引发电力系统宽频振荡的研究

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中国电机工程学报 2019年第9期39卷 2625-2636页

作者：陈骁杜文娟王海风新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

并网风电机组与电力系统间的动态交互有引发系统低频、次同步/超同步振荡的风险。为更好认识这一现象的本质,该文研究了风电并网引发电力系统宽频振荡的机理。首先,建立以风机为"反馈子系统",电力系统其余部分为"前馈子系统"的闭环互联... 详细信息

并网风电机组与电力系统间的动态交互有引发系统低频、次同步/超同步振荡的风险。为更好认识这一现象的本质,该文研究了风电并网引发电力系统宽频振荡的机理。首先,建立以风机为"反馈子系统",电力系统其余部分为"前馈子系统"的闭环互联模型。然后,基于该模型,分析并网风电引发电力系统宽频振荡的开环模式谐振机理。最后,通过仿真验证上述理论分析的正确性。研究结果表明:当风机子系统和电力系统子系统的开环振荡模式在复平面上相近时,相应的一个闭环振荡模式会分布在谐振开环模式的右侧。当开环模式谐振较强时,该闭环振荡模式会位于右半复平面,从而导致系统振荡失稳。

关键词：宽频振荡直驱风机次同步振荡超同步振荡电力系统

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我国电网支撑可再生能源发展的实践与挑战

电网技术 2017年第10期41卷 3095-3103页

作者：陈国平李明节许涛张剑云王超国家电网公司国家电力调度控制中心北京市西城区100031

结合我国电网近年来运行实践,对复杂互联电网特性进行了深入分析,概括当前电网主要特点,包括:故障影响呈现全局化、电网调节能力不断下降、电网抗扰动能力持续恶化、电力系统稳定形态更加复杂。对电网支撑可再生能源发展面临形势与存在... 详细信息

结合我国电网近年来运行实践,对复杂互联电网特性进行了深入分析,概括当前电网主要特点,包括:故障影响呈现全局化、电网调节能力不断下降、电网抗扰动能力持续恶化、电力系统稳定形态更加复杂。对电网支撑可再生能源发展面临形势与存在问题进行了深入思考,包括关于未来电力系统构建、提升大电网仿真能力、优化系统运行控制策略和技术支撑手段、研究解决电力电子装置大规模并网引发的新稳定问题。文章旨在为新能源高比例接入情况下电力系统运行、分析、控制等研究提供思路和方向。

关键词：特高压交流特高压直流可再生能源电力电子设备稳定计算标准系统保护次同步振荡超同步振荡

直驱风电场经LCC-HVDC外送系统阻抗建模及振荡机理分析

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中国电机工程学报 2021年第10期41卷 3492-3504页

作者：刘斌呼斯乐王甲军李震董晓亮罗永志田旭刘向东北京理工大学自动化学院北京市海淀区100081 内蒙古电力公司内蒙古自治区呼和浩特市010020 国家电网有限公司北京市西城区100031 国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010020 中国矿业大学(北京) 北京市海淀区100083

由于大规模远距离输送的客观需要,直驱风电场经电网换向换流器高压直流(line-commutedconverterhigh voltage direct current,LCC-HVDC)送出已经成为一种常见方式。然而,风电机组与LCC-HVDC的交互作用尚未明确,可能引发的振荡问题会危... 详细信息

由于大规模远距离输送的客观需要,直驱风电场经电网换向换流器高压直流(line-commutedconverterhigh voltage direct current,LCC-HVDC)送出已经成为一种常见方式。然而,风电机组与LCC-HVDC的交互作用尚未明确,可能引发的振荡问题会危害电网的稳定安全运行。文中首先采用双傅里叶变换得到交/直流映射函数的频域表达,建立直驱风电场经LCC-HVDC送出系统阻抗模型。然后,基于送出系统在各频段内的主导因素分析,开展送出系统阻抗特性分析,研究对次同步频段和超同步频段内阻抗特性影响较大的因素。最后,结合仿真案例分别揭示直驱风电场经LCC-HVDC送出系统在次同步和超同步存在的振荡风险,并阐述振荡机理。

关键词：直驱风电场 LCC-HVDC 阻抗模型次同步振荡超同步振荡