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基于无源阻尼的柔性直流输电系统高频振荡抑制策略

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电工电能新技术 2023年第3期42卷 23-31页

作者：郝为瀚谭威黄阳孙仕达唐基超杜雄中国能源建设集团广东省电力设计研究院公司广东广州510663 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北武汉430074

柔性直流输电系统的控制链路延时效应使系统阻抗在高频段呈现负阻尼特性,可能导致与交流线路分布电容相互作用产生高频振荡。现有抑制策略中,附加低通滤波器等有源阻尼策略对运行工况和延时时间变化的适应性较差,无源阻尼策略适应性较... 详细信息

柔性直流输电系统的控制链路延时效应使系统阻抗在高频段呈现负阻尼特性,可能导致与交流线路分布电容相互作用产生高频振荡。现有抑制策略中,附加低通滤波器等有源阻尼策略对运行工况和延时时间变化的适应性较差,无源阻尼策略适应性较好但面临功率损耗较大等问题。基于此,本文首先建立考虑完整控制环节和延时效应的模块化多电平换流器交流阻抗模型,通过阻抗分析法分析高频振荡的产生原因,其次提出基于无源阻尼的高频振荡抑制策略及参数设计方法,最后通过抑制效果分析和功率损耗比较证明所提高频振荡抑制策略的有效性。结果表明,所提振荡抑制策略可适应延时时间的变化,实现高频振荡的有效抑制且基波功率损耗低。

关键词：柔性直流输电系统模块化多电平换流器高频振荡无源阻尼振荡抑制策略

独立微电网逆变器带电动机负载序阻抗建模及高频振荡分析

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武汉大学学报(工学版) 2023年第11期56卷 1347-1357页

作者：刘陈瑞扬付立军胡祺林云峰王光宇马堰泓电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学) 湖北武汉430033

电力电子逆变器控制特性主导其输出阻抗特性,独立微电网中逆变电源与负载间易源荷输出输入阻抗相互作用引起谐波振荡。针对工程中存在的逆变器带异步电机负载高频振荡问题,采用谐波线性化分析方法,建立离网逆变器输出序阻抗和异步电机... 详细信息

电力电子逆变器控制特性主导其输出阻抗特性,独立微电网中逆变电源与负载间易源荷输出输入阻抗相互作用引起谐波振荡。针对工程中存在的逆变器带异步电机负载高频振荡问题,采用谐波线性化分析方法,建立离网逆变器输出序阻抗和异步电机输入序阻抗模型,采用广义Bode判据分析逆变器控制环节参数对输出序阻抗的塑造作用,结果表明电压环比例系数对逆变器序阻抗影响较大,会加剧逆变器负电阻特性。进一步地,揭示该系统发生高频振荡的原因,即异步电机高频段呈现的正电阻不足以抵消逆变器的负电阻效应,使得系统总阻尼降低从而发生振荡失稳。最后通过Nyquist稳定判据及仿真结果验证理论分析的正确性。

关键词：独立微电网序阻抗建模谐波线性化高频振荡

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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 2023年

作者：程浩郭春义杜东冶甘繁欣张加卿刘京波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) 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

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。本文以国内某含SVG的双馈风电场为例，建立了该风电场的等值高频阻抗模型；然后研究了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... 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。本文以国内某含SVG的双馈风电场为例，建立了该风电场的等值高频阻抗模型；然后研究了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，提出了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，探究了相位裕度和吸收比之间的制约关系，并据此提出了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

SEEG高频振荡分析在癫痫射频热凝损毁术治疗中的临床应用

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中华神经医学杂志 2023年第6期22卷 585-591页

作者：屈直闯陈欣罗娟张元元余思逊树海峰西南医科大学附属医院神经外科泸州646000 解放军西部战区总医院神经外科成都610083

目的探究立体定向脑电图(SEEG)高频振荡(HFOs)分析在射频热凝损毁术(RF-TC)治疗难治性癫痫患者中的临床应用价值。方法选择解放军西部战区总医院神经外科自2019年8月至2021年12月采用SEEG引导下RF-TC治疗的14例难治性癫痫患者,运用Matla... 详细信息

目的探究立体定向脑电图(SEEG)高频振荡(HFOs)分析在射频热凝损毁术(RF-TC)治疗难治性癫痫患者中的临床应用价值。方法选择解放军西部战区总医院神经外科自2019年8月至2021年12月采用SEEG引导下RF-TC治疗的14例难治性癫痫患者,运用Matlab软件的自动检测算法计算SEEG各导联HFOs发生频率,利用HFOs发生频率生成非线性拟合曲线,根据拟合曲线制定HFOs阈值并划分HFOs区域(涟波区域、快涟波区域)。术后3、6个月根据有无癫痫发作将患者分为无癫痫发作组和有癫痫发作组,末次随访时根据Engel分级评估患者的预后并将患者分为预后良好组和预后不良组,比较2组患者涟波热凝率、快涟波热凝率的差异。结果14例患者的SEEG监测数据中,共检测到7332个涟波,1144个快涟波。术后6个月内患者神经功能障碍发生率为14.3%,永久神经功能障碍、颅内感染、颅内出血、电极设备故障等情况均未发生。术后3个月患者的无癫痫发作率为71.4%(10/14),无癫痫发作组患者的快涟波热凝率显著高于有癫痫发作组患者,差异有统计学意义(P<0.05);术后6个月患者的无癫痫发作率为57.1%(8/14),无癫痫发作组患者的涟波热凝率显著高于有癫痫发作组患者,差异有统计学意义(P<0.05);末次随访时患者预后良好6例,预后不良8例。预后良好组患者的涟波热凝率高于预后不良组患者,差异有统计学意义(P<0.05)。结论HFOs分析可以辅助定位致痫区。对涟波或快涟波区域热凝范围较大患者的短期疗效较好,对涟波区域热凝范围较大患者的预后较好。

关键词：难治性癫痫立体定向脑电图高频振荡射频热凝损毁术

低压直流系统高频振荡问题的降阶建模及控制参数设计

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中国电力 2023年

作者：刘晓董春发瞿寒冰于光远苏善诚国网山东省电力公司济南供电公司

电压源型变流器、直流线路和恒功率负荷之间相互影响会导致低压直流系统出现高频振荡失稳问题。为此，本文建立了适用于系统高频振荡建模分析的统一化降阶模型，并从统一化降阶模型角度解释了系统高频振荡失稳原因。在此基础上，提出了... 详细信息

电压源型变流器、直流线路和恒功率负荷之间相互影响会导致低压直流系统出现高频振荡失稳问题。为此，本文建立了适用于系统高频振荡建模分析的统一化降阶模型，并从统一化降阶模型角度解释了系统高频振荡失稳原因。在此基础上，提出了一种能够抑制高频振荡的控制参数可行域分析方法。该可行域不仅能够直观呈现系统在不同控制参数下的低频稳定区域和高频失稳区域，还能在稳定区域详细显示系统级动态特性（振荡频率和阻尼比）的定制化设计曲线。最后，利用PLECS软件搭建了低压直流系统的仿真算例，多组仿真时域结果均验证了统一化降阶模型及控制参数可行域的有效性。

关键词：低压直流系统高频振荡统一化降阶模型控制参数可行域

S Zorb装置反应器接收器脱气线和再生器取热盘管改造

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炼油技术与工程 2024年第5期54卷 29-32页

作者：张伟中国石化青岛炼油化工有限责任公司山东省青岛市266500

某公司对S Zorb装置首个运行周期内出现的反应器接收器脱气线泄漏、再生器取热盘管泄漏等运行问题开展了技术攻关,提出了工艺优化调整、工程技术改造建议。2019年大检修时对反应器脱气线进行扩径,由DN100扩径为DN150,控制气提量小于670 ... 详细信息

某公司对S Zorb装置首个运行周期内出现的反应器接收器脱气线泄漏、再生器取热盘管泄漏等运行问题开展了技术攻关,提出了工艺优化调整、工程技术改造建议。2019年大检修时对反应器脱气线进行扩径,由DN100扩径为DN150,控制气提量小于670 m^(3)/h,对再生系统取热蒸汽和再生风流控阀等进行了工程技术改造。第二运行周期未出现脱气线减薄泄漏和再生器取热盘管泄漏问题。2023年6月大检修时对上次大检修改造部位进行检查以验证工程改造的有效性,经全面检查,确认脱气线内部未发现冲刷痕迹,再生器取热盘管打压合格,外观正常,证明改造措施有效,可以满足“四年一修”目标要求。

关键词： S Zorb装置反应器接收器脱气线再生器取热盘管泄漏冲刷腐蚀高频振荡

基于附加改进有源滤波器的柔性直流输电系统高频振荡抑制策略

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智慧电力 2023年第10期51卷 85-92页

作者：孙银锋刘金鑫梁栋现代电力系统仿真控制与绿色能源新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 国网吉林供电公司吉林吉林132001

模块化多电平换流器型柔性直流输电系统(MMC-HVDC)的高频振荡现象是由控制链路延时导致的负阻尼特征与交流系统阻抗相互作用而引发的。目前大部分高频振荡抑制策略在抑制高频振荡的同时易引起中低频段的振荡。建立了包含链路延时环节的... 详细信息

模块化多电平换流器型柔性直流输电系统(MMC-HVDC)的高频振荡现象是由控制链路延时导致的负阻尼特征与交流系统阻抗相互作用而引发的。目前大部分高频振荡抑制策略在抑制高频振荡的同时易引起中低频段的振荡。建立了包含链路延时环节的MMC高频阻抗数学模型以及交流系统高频阻抗数学模型,分析高频振荡现象产生的机理。由此提出在内环控制中的电压前馈环节附加改进有源滤波器的高频振荡抑制策略,详细设计了滤波器的控制参数,并与电压前馈环节仅附加带阻滤波器的抑制策略进行比较。最后通过电磁暂态仿真验证了该抑制策略不会影响系统稳定运行,可在有效抑制高频振荡的同时避免激发其它频段的振荡现象。

关键词：柔性直流输电高频振荡链路控制延时带阻滤波器改进有源滤波器

双馈风电场接入并补电网的高频振荡分析与抑制

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双馈风电场接入并补电网的高频振荡分析与抑制

作者：张星湖南大学

学位级别：硕士

在“碳达峰”、“碳中和”目标的引领下,风力发电因技术成熟且环保而得到快速发展。接入并补电网的风电场存在发生高频振荡的风险,这对电网安全稳定运行造成极大威胁。针对风电场和并补电网相互作用会引发高频振荡这一问题,本文以一个... 详细信息

在“碳达峰”、“碳中和”目标的引领下,风力发电因技术成熟且环保而得到快速发展。接入并补电网的风电场存在发生高频振荡的风险,这对电网安全稳定运行造成极大威胁。针对风电场和并补电网相互作用会引发高频振荡这一问题,本文以一个双馈风电场接入并补电网(Doubly Fed Wind Farm-connected to Parallel Compensation Grid,DFWF-PCG)系统为案例进行高频振荡分析与抑制,具体内容及贡献简述如下:(1)通过推导戴维南等效电路建立双馈风电场和并补电网的阻抗模型,该模型可直接分析系统运行状态。通过网侧换流器(Grid Side Converter,GSC)、转子侧换流器(Rotor Side Converter,RSC)、感应发电机及其控制结构求出双馈风机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)的戴维南等效电路,并建立其阻抗模型;然后整理出双馈风电场和并补电网的戴维南等效电路、求解并网点两侧的阻抗;在算例分析中基于阻抗模型判断系统是否会发生高频振荡并求解振荡频率,同时仿真验证阻抗模型能进行高频振荡分析。(2)提出变权重灰色关联评估方法以便于分析和评估高频振荡影响因素。依据阻抗模型求解参数变化时并网点两侧的阻抗,通过对应的阻抗曲线求解不同参数时的振荡频率。采用变权重灰色关联评估方法求解高频振荡的主要影响因素,该方法可以从变量自身及变化量的角度分析影响因素对振荡频率的关联程度。(3)提出RSC转子电流附加定子电压前馈(RSC Rotor Current with Additional Stator Voltage Feed-forward,RCASVF)控制、双向协调电压前馈控制两种策略以便于对双馈风电场进行阻抗重塑,由此避免DFWF-PCG系统高频振荡的发生。RCASVF控制是在RSC中改进基于定子电压定向的转子电流控制,通过附加定子电压前馈来重塑RSC和感应发电机的阻抗;双向协调电压前馈控制是在RCASVF的基础上改进GSC控制方案,通过附加电网电压前馈来重塑GSC支路阻抗。在建模过程中验证了双向协调电压前馈控制比RCASVF控制多一个阻尼控制器,但该方式下DFIG阻抗重塑对自身参数依赖性很小;在算例分析中证明了两种策略都能实现双馈风电场宽频阻抗重塑、在宽频范围内抑制DFWF-PCG系统的高频振荡。

关键词：双馈风电场并补电网高频振荡阻抗模型变权重灰色关联评估阻抗重塑

MMC-HVDC系统高频振荡机理及抑制策略研究

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MMC-HVDC系统高频振荡机理及抑制策略研究

作者：黄强华中科技大学

学位级别：硕士

由于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)具有高度模块化、波形质量高、运行损耗较低等优良特性,基于MMC的柔性直流输电技术在我国电力系统中得到了广泛应用。近年来,国内多个柔性直流输电工程在运行或调试过程中出... 详细信息

由于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)具有高度模块化、波形质量高、运行损耗较低等优良特性,基于MMC的柔性直流输电技术在我国电力系统中得到了广泛应用。近年来,国内多个柔性直流输电工程在运行或调试过程中出现了高频振荡现象。现有工作针对MMC小信号建模和系统高频振荡机理展开研究,并提出了相应的抑制策略,但现有文献采用较多的简化阻抗模型在较低频段存在一定误差,且所提抑制策略无法适应交流网络的变化。针对这些问题,本文围绕基于MMC的柔性直流输电系统高频振荡机理及抑制策略设计展开研究:首先,介绍了基于MMC的柔性直流输电系统的基本拓扑结构,使用谐波线性化的方法推导了考虑详细控制结构的MMC阻抗模型,并使用多个π型电路级联的集中参数模型来模拟输电线路特性,建立了交流网络的阻抗模型。然后,基于所建立的模型,结合Nyquist稳定判据分析得到系统发生高频振荡的机理可总结为在某一高频范围内呈现负电阻电感特性的MMC与对应频段内呈现容性的交流网络之间的相互作用导致。为了给后续抑制策略设计提供指导,分别分析了控制系统和交流网络参数对高频振荡的影响,分析表明控制系统中电压前馈环节和电流内环是影响系统高频振荡的主要环节,交流网络参数主要影响系统存在高频振荡风险的频率段。最后,对现有抑制策略进行分析,表明现有抑制策略能够在特定交流网络工况下实现高频振荡抑制,但无法适应交流网络的变化。针对该问题,提出了基于自适应陷波器的高频振荡抑制策略,对其参数进行了设计,并通过仿真模型验证了所提抑制策略在各种交流网络工况下的有效性。

关键词：模块化多电平换流器高频振荡阻抗建模自适应陷波器抑制策略