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基于频域阻抗匹配的新能源场站振荡抑制研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2025年第1期 204-207页

作者：徐永嘉张宁海史岩华电(宁夏)能源有限公司新能源分公司宁夏银川750000

本研究旨在探讨基于频域阻抗匹配的新能源场站振荡抑制方法,通过优化阻抗匹配算法和控制策略,提高新能源场站的稳定性和运行效率。方法上,首先概述了新能源场站振荡现象及其对系统稳定性的影响,进而深入分析了频域阻抗匹配原理及其在振... 详细信息

本研究旨在探讨基于频域阻抗匹配的新能源场站振荡抑制方法,通过优化阻抗匹配算法和控制策略,提高新能源场站的稳定性和运行效率。方法上,首先概述了新能源场站振荡现象及其对系统稳定性的影响,进而深入分析了频域阻抗匹配原理及其在振荡抑制中的潜在作用。接着,针对阻抗匹配算法优化、控制策略设计以及系统稳定性与振荡频率分析等方面,提出了创新性、针对性、时效性、新颖性的解决办法。通过实证分析,验证了宽频带阻抗匹配技术、智能控制策略以及多类型新能源场站协同控制策略的有效性。结果表明,这些方法能够显著提高新能源场站的振荡抑制效率、匹配精度和系统稳定性。

关键词：频域阻抗匹配新能源场站振荡抑制阻抗匹配算法智能控制策略

高比例水电孤网的振荡抑制与快速调频协调策略

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电力系统保护与控制 2021年第4期49卷 118-124页

作者：李世明李波郭文鑫郑文杰林玥廷广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600

研究了在满足电网频率要求前提下高比例水电孤网的振荡抑制与快速调频的协调策略。首先定义了水电机组调频优先级指标,为水电机组的调频优先级进行排序。其次基于调频优先级指标提出了非调频水电机组的选取方法,确定了调频机组的调频控... 详细信息

研究了在满足电网频率要求前提下高比例水电孤网的振荡抑制与快速调频的协调策略。首先定义了水电机组调频优先级指标,为水电机组的调频优先级进行排序。其次基于调频优先级指标提出了非调频水电机组的选取方法,确定了调频机组的调频控制策略。然后提出了机组的紧急控制延时计算方法,定义了调频机组的频率放大系数修正公式。最后利用实际算例验证了该策略的有效性,检验了调整切机延时系数和频率放大系数的效果。在不进行参数重新整定的情况下,实现了协调孤网的快速调频且减小了振荡,对高比例水电孤网的频率控制具有参考意义。

关键词：水电孤网振荡抑制水锤效应调频策略

含静止无功发生器的直驱风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 1-8,17页

作者：张芳王赫李传栋天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福建福州350007

风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略大多集中于风电场本身,针对含静止无功发生器(SVG)的直驱风电并网系统研究较少。基于特征值灵敏度筛选出对含SVG的直驱风电并网系统稳定性较显著的控制通道,然后基于独立通道分析设计理论将并网系... 详细信息

风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略大多集中于风电场本身,针对含静止无功发生器(SVG)的直驱风电并网系统研究较少。基于特征值灵敏度筛选出对含SVG的直驱风电并网系统稳定性较显著的控制通道,然后基于独立通道分析设计理论将并网系统由多输入多输出耦合系统等效拆分为多个单输入单输出控制通道,在定性分析并网系统稳定性的同时定量评估不同控制通道间的交互作用程度。为抑制控制通道间的交互作用,提出了基于H∞鲁棒控制的次同步振荡抑制策略。通过电磁暂态仿真,验证了基于独立通道分析设计理论分析并网系统稳定性的正确性以及基于H∞鲁棒控制的次同步振荡抑制策略的有效性。

关键词：直驱风电机组静止无功发生器独立通道 H∞鲁棒控制振荡抑制

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面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置

电力自动化设备 2022年第8期42卷 215-220页

作者：伍双喜陈垒杨银国谢小荣刘洋广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600 清华大学电机系北京100084

快速实时测量宽频相量对于宽频振荡抑制有着重要意义。然而,已有宽频相量测量装置主要面向监测类应用,响应速度慢。研制了一种面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置。该装置采用加窗插值离散傅里叶变换算法,实现多模式宽频相量测量;采用... 详细信息

快速实时测量宽频相量对于宽频振荡抑制有着重要意义。然而,已有宽频相量测量装置主要面向监测类应用,响应速度慢。研制了一种面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置。该装置采用加窗插值离散傅里叶变换算法,实现多模式宽频相量测量;采用较短时间窗缩短算法的动态响应时间;通过2个数字信号处理器并行计算分别完成基波和谐波/间谐波相量测量。通过性能测试发现,所研制的宽频相量测量装置响应速度快、准确度高,能满足宽频振荡抑制等应用对相关性能的要求。

关键词：宽频振荡相量测量装置振荡抑制离散傅里叶变换响应时间

水光互补发电系统超低频振荡抑制控制策略研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第12期54卷 1248-1257页

作者：许寅王佳璇吴翔宇王思家陈刚北京交通大学电气工程学院北京100044 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610041

针对水电高占比的水光互补系统中存在的振荡频率低于0.1 Hz的超低频振荡问题,提出了两种振荡抑制控制策略.首先,对由水轮机和调速器构成的开环系统进行了阻尼转矩分析,得出水轮机和调速器的负阻尼效应是造成超低频振荡的主要原因.其次,... 详细信息

针对水电高占比的水光互补系统中存在的振荡频率低于0.1 Hz的超低频振荡问题,提出了两种振荡抑制控制策略.首先,对由水轮机和调速器构成的开环系统进行了阻尼转矩分析,得出水轮机和调速器的负阻尼效应是造成超低频振荡的主要原因.其次,为了补偿负阻尼效应造成的相位滞后,提出水电机组调速器串联校正控制方法,并通过阻尼转矩分析证明串联校正可以有效改善超低频段的阻尼特性;构建了串联校正控制参数优化整定模型,利用粒子群优化算法求解控制参数.然后,利用光伏有功功率对系统频率的调节能力,提出了光伏有功附加控制器,并通过理论分析证明了光伏附加控制可以提升系统阻尼;考虑到光伏出力的间歇性和波动性,进一步设计了自适应调节系数以适应光伏特性.最后,通过基于PSCAD/EMTDC平台构建的四川省某地区水光互补系统仿真模型对控制方法进行了测试:在水电机组中加入串联校正环节,对系统频率进行对比分析,验证了串联校正控制对超低频振荡的抑制效果;在光伏中加入有功附加控制器,对比分析了光伏预留不同比例出力的情况下对超低频振荡的抑制效果,预留比例越大时抑制效果越好,但需要兼顾光伏发电的经济性以充分利用光伏容量.仿真结果表明,本文所提的两种控制方法对超低频振荡均有较好的抑制效果.

关键词：水光互补振荡抑制阻尼转矩分析超低频振荡水锤效应

阻抗不匹配引起的逆变器-IPMSM系统直流侧振荡抑制方法对比

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电工技术学报 2017年第15期32卷 50-58页

作者：方晓春钟志宏杨中平林飞北京交通大学电气工程学院北京100044

随着逆变器-内置式永磁同步电机(IPMS M)系统输出功率的增加,其输入阻抗与直流供电端LC滤波环节输出阻抗不再匹配,引发逆变器直流侧电压、电流振荡。针对IPMSM,推导了逆变器-电机系统采样双电流调节器控制时的输入导纳模型,用于系统稳... 详细信息

随着逆变器-内置式永磁同步电机(IPMS M)系统输出功率的增加,其输入阻抗与直流供电端LC滤波环节输出阻抗不再匹配,引发逆变器直流侧电压、电流振荡。针对IPMSM,推导了逆变器-电机系统采样双电流调节器控制时的输入导纳模型,用于系统稳定性分析。参考异步电机系统振荡抑制方法,根据IPMSM转矩公式,提出直轴电流补偿法和直轴电压补偿法两种振荡抑制办法。结合交轴电流补偿法、交轴电压补偿法思想,推导了分别加入四种振荡抑制方法后的逆变器-IPMSM系统输入阻抗,采用奈奎斯特判据,分析各振荡抑制方法的有效性。依据电机模型与控制系统模型,分析不同方法的优劣,提出电压补偿法优于电流补偿法、交轴补偿法优于直轴补偿法的观点。通过实验验证了各振荡抑制方法的有效性和交轴电压补偿法的优势。

关键词：内置式永磁同步电机阻抗匹配直流侧振荡阻尼补偿振荡抑制

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基于双馈风机抗阻比的次同步振荡抑制策略

电力自动化设备 2022年第8期42卷 140-145,152页

作者：李志军刘洋张家安河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130

现有的抑制双馈风机次同步振荡(SSO)的方法大多以转子转速偏差信号作为输入,需要较大增益的同时可能会引起超同步振荡。利用双馈风电场-串联补偿输电系统的复频域阻抗模型,将基于双馈风机网侧变流器的阻尼控制等效为虚拟阻抗,解释了双... 详细信息

现有的抑制双馈风机次同步振荡(SSO)的方法大多以转子转速偏差信号作为输入,需要较大增益的同时可能会引起超同步振荡。利用双馈风电场-串联补偿输电系统的复频域阻抗模型,将基于双馈风机网侧变流器的阻尼控制等效为虚拟阻抗,解释了双馈风机在不同抗阻比以及不同补偿角度下的作用机理;基于以线路电流为输入的次同步阻尼控制方法,提出了改进的基于双馈风机抗阻比设计最佳补偿角度的阻尼控制策略及参数整定方法。以真实风电场SSO事件为算例,在MATLAB/Simulink平台搭建双馈风电场-串联补偿输电系统的等值模型,通过时域仿真验证了所提阻尼控制策略的效果。

关键词：次同步振荡串联补偿双馈风机抗阻比次同步阻尼控制振荡抑制

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双馈风电场高频振荡的分区振荡抑制方法

中国电机工程学报 2024年第22期44卷 8796-8807,I0009页

作者：程浩郭春义杜东冶甘繁欣张加卿刘京波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 华北电力科学研究院有限责任公司(国网冀北电力有限公司电力科学研究院) 北京市西城区100045

风电场某一区域发生高频振荡后,可能会影响其他区域,进而导致整个风电场出现大范围振荡。该文以国内某含静止无功发生器(static var generator,SVG)的双馈风电场为例,建立该风电场的等值高频阻抗模型;然后,研究风电场因某一区域发生高... 详细信息

风电场某一区域发生高频振荡后,可能会影响其他区域,进而导致整个风电场出现大范围振荡。该文以国内某含静止无功发生器(static var generator,SVG)的双馈风电场为例,建立该风电场的等值高频阻抗模型;然后,研究风电场因某一区域发生高频振荡而导致风电场出现大范围振荡的现象,结果表明,风电场可以通过联络变压器进行区域划分,进而根据各区域高频稳定特性来综合评估风电场的高频振荡风险;进一步地,基于典型无源滤波器,提出兼具抑制特定区域高频振荡问题和屏蔽其他区域高频振荡对该区域影响的参数设计原则和方法,并可根据设计需求动态调节稳定裕度和高频振荡吸收比,探究相位裕度和吸收比之间的制约关系,并据此提出无源滤波器参数的优化确定方法。理论分析和仿真结果表明,在目标频段内,所设计的无源滤波器,不仅能有效抑制被保护区域内部的高频振荡,而且能有效屏蔽其他区域高频振荡对被保护区域的影响。

关键词：双馈风电场被保护区域高频振荡振荡抑制参数设计

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基于附加频变增益控制的风电-柔性直流输电系统次同步振荡抑制方法

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电力自动化设备 2022年第8期42卷 146-152页

作者：李景一李浩志尹聪琦谢小荣杨建军王克中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江省深远海风电技术研究重点实验室浙江杭州311112 清华大学电机系电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084

针对风电-柔性直流输电系统动态相互作用引发的次同步振荡(SSO)问题,提出了一种基于附加频变增益(SFDG)控制的SSO抑制策略。基于阻抗理论揭示了风电-柔性直流输电系统SSO的发生机理;采用参数灵敏度分析从多个变流控制环节中优选出施加S... 详细信息

针对风电-柔性直流输电系统动态相互作用引发的次同步振荡(SSO)问题,提出了一种基于附加频变增益(SFDG)控制的SSO抑制策略。基于阻抗理论揭示了风电-柔性直流输电系统SSO的发生机理;采用参数灵敏度分析从多个变流控制环节中优选出施加SFDG控制的最佳位置;将SFDG控制设计规范为多工况约束优化问题并求解实现其参数优化;通过对比施加SFDG控制前、后系统聚合阻抗的频率特性变化,从理论上说明SFDG控制的原理和作用。通过电磁暂态仿真验证了单一和2个SFDG控制的SSO抑制效果。

关键词：风电-柔性直流输电系统次同步振荡附加频变增益控制参数优化振荡抑制