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计及电抗器支路电阻的TCSC动态相量法模型

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高电压技术 2008年第3期34卷 542-545页

作者：党杰刘涤尘廖清芬熊元新万保权武汉大学电气工程学院武汉430072 国网武汉高压研究院武汉430074

为研究含TCSC的电力系统的稳定性和动态特性及设计TCSC的实用化控制策略,提出了计及电抗器支路电阻影响并结合动态相量法的TCSC建模方法。动态相量模型是随时间缓慢变化的非线性、大信号模型,适合暂态过程快速而又精确地仿真,但传统动... 详细信息

为研究含TCSC的电力系统的稳定性和动态特性及设计TCSC的实用化控制策略,提出了计及电抗器支路电阻影响并结合动态相量法的TCSC建模方法。动态相量模型是随时间缓慢变化的非线性、大信号模型,适合暂态过程快速而又精确地仿真,但传统动态相量法存在状态空间方程阶数随着计及频率成分增加而迅速增长的问题。故在分析模型的状态变量特性,忽略快速变量的动态变化过程后,由动态相量与傅立叶系数间的关系建立了计及电抗器支路电阻影响的TCSC动态相量法模型。仿真算例验证了所提出模型的精确性和有效性。

关键词：可控串联补偿(TCSC) 动态模型阻抗特性动态相量谐波特性电抗器支路电阻

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微电网动态相量模型与协同控制策略研究

微电网动态相量模型与协同控制策略研究

作者：曲利民兰州理工大学

学位级别：硕士

随着全球能源危机的不断加剧,可再生清洁能源的开发和利用成为人们关注的重点,因此微电网技术得到了快速发展,微电网成为分布式能源并网和就地消纳的有效途径。随着对微电网研究的逐渐深入,新的问题不断出现。例如微电网电磁暂态过程的... 详细信息

随着全球能源危机的不断加剧,可再生清洁能源的开发和利用成为人们关注的重点,因此微电网技术得到了快速发展,微电网成为分布式能源并网和就地消纳的有效途径。随着对微电网研究的逐渐深入,新的问题不断出现。例如微电网电磁暂态过程的建模和稳定性分析难度大,交流微电网中接入不平衡负荷导致的公共耦合点（Point of Common Coupling,PCC）电压不平衡,下垂控制所产生的频率和电压幅值偏差,以及电压变化引起的无功功率难以均分等问题。因此,微电网亟需解决上述问题。针对微电网建模复杂的问题,本文建立了微电网并网运行时的动态相量模型。为了验证所提动态相量模型的正确性,在Matlab/Simulink平台上分别建立了微电网的电磁暂态模型和动态相量模型,仿真结果表明动态相量模型能够快速准确地反映微电网的动态特性。针对孤岛微电网稳定性分析难度大的问题,本文建立了微电网孤岛运行时的动态相量模型,并采用奇异值摄动理论对模型进行降阶,减小了系统的复杂性。由于微电网是非线性强耦合的系统,因此,这里采用李雅普诺夫直接法分析了系统参数如何影响系统的稳定性,并通过仿真验证了理论分析的正确性,确定了系统中各参数的取值范围。同时,本文提出了基于一致性算法的分布式分层控制方法。通过与邻近单元之间实时的数据交换,采用一致性算法获得全局变量的平均值,并产生补偿量发送到一次控制进行调节,即使在各分布式电源（Distributed Generation,DG）初始状态不同的情况下,也能获得良好的控制性能。最后,对通信延时的影响进行了详细分析。在Matlab/Simulink平台上,对一个低压交流微电网系统进行了仿真实验。结果表明,基于一致性算法的分布式分层控制,可有效补偿PCC的不平衡电压,恢复频率和电压幅值,均匀分配系统的无功功率,当存在一定通信延时的情况下,仍能保证系统的稳定运行。

关键词：孤岛微电网不平衡补偿一致性算法二次控制动态相量稳定性

三相模块化多电平换流器动态相量谐波分析模型

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南方电网技术 2017年第9期11卷 16-22页

作者：邱杨鑫钟庆洪潮陈雁王钢华南理工大学电力学院广州510640 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院) 广州510663

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的拓扑结构,将内部的桥臂电流和子模块电容电压作为研究对象,通过引入平均开关函数,推导出最近电平逼近调制下MMC的时域模型,再将其展开成动态相量谐波分析模型,从而求解得到... 详细信息

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的拓扑结构,将内部的桥臂电流和子模块电容电压作为研究对象,通过引入平均开关函数,推导出最近电平逼近调制下MMC的时域模型,再将其展开成动态相量谐波分析模型,从而求解得到稳态时MMC的交直流侧各次谐波分量。然后在Matlab/Simulink中搭建了MMC的仿真模型,并用快速傅里叶变化(fast fourier transformation,FFT)对其进行谐波分析,从而验证所建立谐波分析模型的正确性。最后根据模型分析了交直流侧谐波的相互作用。该模型可为设计MMC的滤波器或研究其谐波抑制技术提供理论参考。

关键词：模块化多电平换流器动态相量谐波

基于静止无功补偿器动态相量模型的混合仿真算法

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天津大学学报 2008年第3期41卷 331-337页

作者：鄂志君房大中陈家荣天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室天津300072 香港理工大学电机系中国香港00852

为了提高含非线性元件电力系统的仿真速度,采用动态相量技术,提出了机电暂态与动态相量(TSP-DP)混合仿真算法.推导了考虑谐波特性的静止无功补偿器(SVC)的动态相量模型,并基于网络分解思想,将外部系统使用传统准稳态模型进行机电暂态仿... 详细信息

为了提高含非线性元件电力系统的仿真速度,采用动态相量技术,提出了机电暂态与动态相量(TSP-DP)混合仿真算法.推导了考虑谐波特性的静止无功补偿器(SVC)的动态相量模型,并基于网络分解思想,将外部系统使用传统准稳态模型进行机电暂态仿真;SVC采用动态相量模型进行电磁暂态仿真,并嵌入传统机电暂态仿真程序,2种仿真通过接口母线进行数据交换和仿真协调,以实现全网的TSP-DP混合仿真.在含SVC的IEEE 9母线和新英格兰39母线系统上进行了仿真验证,结果说明TSP-DP混合仿真算法具有与DCG EMTP全网电磁暂态仿真相同的精度,比传统混合仿真效率提高了1倍.

关键词：网络分解接口规则混合仿真动态相量静止无功补偿器

采用动态相量法建立LCC谐振逆变电路的小信号模型

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采用动态相量法建立LCC谐振逆变电路的小信号模型

作者：张晶河北工业大学

学位级别：硕士

随着工业的发展,高压电源的应用范围越来越广,传统高压电源体积庞大效率低下成为制约其发展的重要因素,因此近年来能够有效缩小体积提高效率的高频高压电源备受关注,在高频高压电源中变压器的漏感和分布电容会影响电路性能,造成较大损耗... 详细信息

随着工业的发展,高压电源的应用范围越来越广,传统高压电源体积庞大效率低下成为制约其发展的重要因素,因此近年来能够有效缩小体积提高效率的高频高压电源备受关注,在高频高压电源中变压器的漏感和分布电容会影响电路性能,造成较大损耗,电源中的开关网络的硬开关也会产生较大的开关损耗,因此需要LCC谐振逆变电路利用变压器的分布参数使电路达到谐振状态,同时实现开关电路的零电压开通关断,达到软开关,有效减小电路的开关损耗,提高电源效率。本文利用图论法分析了LCC谐振逆变电路全部的谐振模态,通过各种工作电路分析可以得到该电路的工作原理,进而在此基础上对电路进行了时域分析,建立了详细的时域数学模型,得到各谐振原件间的关系,利用MATLAB对电路时域模型进行了仿真,验证了数学模型分析的正确性,由于时域模型建立过程相对复杂,计算速度缓慢,本文在LCC谐振逆变电路的稳态模型基础上采用动态相量法建立了该电路的小信号模型,分析了系统性能,最后进行了仿真验证小信号模型的可行性与优越性,完成对电路的动态分析。

关键词：谐振逆变时域建模动态相量小信号

光伏逆变接入的动态相量模型及间谐波问题研究

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光伏逆变接入的动态相量模型及间谐波问题研究

作者：石泉华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,电力电子技术的发展极大的推动了光伏并网的大规模开发利用。以光伏为代表的高比例可再生能源并网成为未来能源互联网发展的大势所趋。然而,光伏出力具有随机性和波动性,其通过换流器并网的同时将带来复杂的电能质量问题。间谐... 详细信息

近年来,电力电子技术的发展极大的推动了光伏并网的大规模开发利用。以光伏为代表的高比例可再生能源并网成为未来能源互联网发展的大势所趋。然而,光伏出力具有随机性和波动性,其通过换流器并网的同时将带来复杂的电能质量问题。间谐波就是其中之一。建立能够准确描述光伏逆变器动态响应及稳态运行的模型是进行相关研究的基础,为此,本文围绕光伏逆变接入的动态相量模型及间谐波问题开展研究工作,主要内容包括:1)推导了考虑MPPT控制扰动作用下光伏并网系统间谐波电流解析计算模型,基于该模型揭示MPPT产生间谐波的内在机理及相关特性,结果表明:在最大功率点附近,MPPT输出扰动性的电压控制指令,通过逆变器的内部控制作用,给光伏并网系统引入电流间谐波分量,MPPT控制参数、PI参数以及外界环境因素均会影响间谐波发射水平;2)根据动态相量法和对称分量法,建立了光伏接入的序分量动态相量谐波模型,并将该模型应用于光伏逆变器的不对称短路分析;进一步通过适当降低动态相量分析的基波频率,将谐波模型扩展到间谐波域,推导了光伏接入的序分量动态相量间谐波模型,基于该模型分析了间谐波在交直流侧之间的传递规律;3)根据动态相量的数学定义,提出了动态相量扰动量的概念,推导了计及详细控制策略的光伏接入的动态相量扰动量模型,相比于序分量动态相量间谐波模型,该模型阶数更低,可有效提高间谐波的求解速度,通过与仿真结果比较,该模型能准确反映光伏出力波动、电压背景间谐波以及MPPT控制扰动引起的间谐波,并基于该模型重点分析了控制参数对间谐波发射特性的影响规律。本文通过对光伏逆变接入系统的间谐波进行建模分析及相关特性研究,可为光伏接入的间谐波问题提供理论基础和研究方法,为间谐波的防治提供理论支撑。

关键词：光伏逆变动态相量间谐波最大功率跟踪

VSC-HVDC的动态相量建模和PLL研究

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VSC-HVDC的动态相量建模和PLL研究

作者：鲍明然华北电力大学

学位级别：硕士

柔性高压直流输电系统(VSC-HVDC)是基于全控型器件组成的电压源换流器(VSC)的一种高压直流输电系统,它的两个基本特征就是使用了全控型器件和脉宽调制(PWM)技术。VSC-HVDC系统电磁暂态模型十分精细,但是并不适用于大型网络的仿真,机电... 详细信息

柔性高压直流输电系统(VSC-HVDC)是基于全控型器件组成的电压源换流器(VSC)的一种高压直流输电系统,它的两个基本特征就是使用了全控型器件和脉宽调制(PWM)技术。VSC-HVDC系统电磁暂态模型十分精细,但是并不适用于大型网络的仿真,机电暂态模型是基于“准稳态假定”的,适合大型网络的仿真。但是,随着越来越多的FACTS元件广泛地应用于电力系统中,系统中出现了很多快速持续的动态变化,而这种变化是不满足准稳态假定的,因而此时机电暂态模型是不够精确的。动态相量分析法是基于傅里叶变换的一种建模方法,它不受限于准稳态假定,可以很好地分析含有大量电力电子器件的VSC-HVDC系统。本文介绍了动态相量分析法的理论基础,着重分析了传统相量的局限性和错误,证明了动态相量法的准确性。文中介绍了VSC-HVDC的基本机构和特性,并使用开关函数法建立了时域范围内的详细电磁暂态模型。文章接下来分别建立了VSC-HVDC准稳态模型和动态相量模型,并分别作了仿真验证,证明了动态相量模型准确度与电磁暂态十分接近,但是仿真速度却快很多。在含有大量电力电子器件的系统中,考虑相量的动态变化,动态相量模型比准稳态模型要精确。文中介绍了VSC-HVDC的控制系统,换流站级控制系统是整个控制系统的核心,本文重点介绍了换流站级控制系统,控制方法包括间接电流控制法和直接电流控制法,然后提出了一种三相不平衡条件下基于积分的PLL控制方法,可以使VSC-HVDC控制系统更加精确。

关键词： VSC-HVDC 动态相量电磁暂态机电暂态 PLL

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基于动态相量模型的交直流系统混合仿真

华南理工大学学报（自然科学版） 2006年第10期34卷 83-88页

作者：朱浩骏蔡泽祥刘皓明倪以信华南理工大学电力学院广东广州510640 河海大学电气工程系江苏南京210098 清华大学深圳研究生院广东深圳518055

为了解决高压直流输电(HVDC)系统传统仿真模型的精度问题,提出了一种新的混合模型仿真算法来进行交直流系统的暂态稳定分析,分析中对HVDC采用动态相量模型,对交流系统采用传统机电暂态模型.通过混合仿真研究了HVDC动态相量模型与交流系... 详细信息

为了解决高压直流输电(HVDC)系统传统仿真模型的精度问题,提出了一种新的混合模型仿真算法来进行交直流系统的暂态稳定分析,分析中对HVDC采用动态相量模型,对交流系统采用传统机电暂态模型.通过混合仿真研究了HVDC动态相量模型与交流系统之间的接口迭代算法.算例结果表明,HVDC动态相量模型比电磁暂态模型具有更高的精度,且提出的接口算法能有效地应用于交直流系统的暂态稳定分析.

关键词：混合仿真动态相量暂态稳定高压直流输电

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基于动态相量法的微电网建模与稳定性分析

基于动态相量法的微电网建模与稳定性分析

作者：安少聪燕山大学

学位级别：硕士

随着可再生能源发电技术的不断推广与应用，以高频PWM逆变电源为主要微源形式的微电网及其控制越来越受到重视。微电网的建模与稳定性分析，是实现系统优化设计的重要基础，研究微电网环境下高频PWM逆变电源的建模及稳定性分析具有重要... 详细信息

随着可再生能源发电技术的不断推广与应用，以高频PWM逆变电源为主要微源形式的微电网及其控制越来越受到重视。微电网的建模与稳定性分析，是实现系统优化设计的重要基础，研究微电网环境下高频PWM逆变电源的建模及稳定性分析具有重要意义。本文在深入分析传统高频开关变换器建模的基础上，提出了采用动态相量法建立高频开关变换器模型的方法，解决了传统状态空间平均法建模方法中需要满足“小纹波”条件限制的问题，以及详细时域模型仿真速度慢的缺点。以高频开关变换器中的Boost电路为例，考虑在系统中占主要成分的直流分量和开关基频分量，建立了Boost电路的动态相量模型，实现了动态相量法在高频开关变换器中的应用。在此基础上，通过忽略系统状态变量对应的傅里叶级数中那些不重要的项而对原系统进行简化，建模过程中保留可以反映模型本身特性的主要级数项，然后由这些保留项构成动态相量模型的状态变量，建立了单相逆变器和三相逆变器的动态相量模型，经过和详细时域模型仿真计算结果的比较，证明动态相量模型仿真结果和时域模型仿真结果一致，不仅可以正确描述系统稳态情况下的特性，在系统加入扰动时，还可以很好地追踪系统的动态变化过程，并且动态相量模型可以采用较大的步长，提高仿真速度，节约仿真时间，适用于大系统的仿真。本文进一步建立了基于P/f和Q/U下垂控制的三相逆变器并网系统的动态相量模型，在此基础上进行了系统稳定性分析，并推导了满足系统稳定要求的下垂系数取值范围。MATLAB仿真验证了动态相量模型的有效性及系统稳定性分析的合理性。仿真与分析还表明，采用增加虚拟阻抗的方法可以提高系统稳定性。

关键词：动态相量并网逆变器建模稳定性微电网