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海上风电场集电网的高频谐振分析

中国电机工程学报 2022年第14期42卷 5169-5181页

作者：秦垚王晗庄圣伦蔡旭吕敬霍乾涛电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 南瑞集团公司江苏省南京市211106

大型海上风电场已经成为风力发电的发展趋势,海上风电场集电网采用电缆线路汇集电能,电缆相间电容和对地电容不可忽略,集电网的阻抗网络复杂多变,存在与风电机组阻抗交互作用进而发生高频谐振的风险,威胁到风电场的安全稳定运行。针对... 详细信息

大型海上风电场已经成为风力发电的发展趋势,海上风电场集电网采用电缆线路汇集电能,电缆相间电容和对地电容不可忽略,集电网的阻抗网络复杂多变,存在与风电机组阻抗交互作用进而发生高频谐振的风险,威胁到风电场的安全稳定运行。针对这一问题,构建集电网的阻抗网络,将风电场集电网等效为风电机组子系统和剩余等效风场子系统,进一步揭示了高频谐振发生的机理,研究了电缆参数、场内链式电路数量、风电机组接入台数和电网阻抗与互联系统谐振频率的变化规律。以某海上风电场系统作为研究对象,利用MATLAB软件和基于RT-LAB的控制器硬件在环仿真对该风电场进行分析,验证了理论分析的正确性。

关键词：海上风电场集电网高频谐振阻抗模型谐振机理电能质量

柔性直流输电系统高频谐振阻尼特性分析及自适应抑制

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电力系统自动化 2022年第22期46卷 90-100页

作者：尹嘉豪吕敬蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统高频谐振现象频发,MMC的高频负阻尼特性是导致系统发生高频谐振的主要原因。文中首先采用谐波状态空间法建立了含解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)、正负序分离算法和正负序电流控... 详细信息

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统高频谐振现象频发,MMC的高频负阻尼特性是导致系统发生高频谐振的主要原因。文中首先采用谐波状态空间法建立了含解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)、正负序分离算法和正负序电流控制的MMC交流侧详细阻抗模型。然后,采用阻尼分析方法分析了MMC的高频阻尼特性,并提出参数阻尼灵敏度以定量提取影响MMC高频阻尼的关键因素。最后,提出了一种柔性直流系统高频谐振自适应抑制策略,并与2种典型高频谐振抑制策略进行比较,验证了所提策略在不同电网运行条件和不同MMC控制延时下的有效性。

关键词：柔性直流输电模块化多电平换流器(MMC) 高频谐振稳定性分析负序控制阻尼灵敏度自适应抑制谐波状态空间阻抗模型

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集群风场系统链式SVG高频谐振分析与抑制

电力系统保护与控制 2023年第1期51卷 52-62页

作者：陈继开祝世启王瑞全李浩茹边竞李国庆现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012

针对含链式静止无功发生器(static var generator,SVG)的风场区域系统高频谐振问题,首先采用谐波线性化的方法建立包含锁相环、功率外环以及电流内环在内的SVG谐波阻抗模型。利用阻抗分析法对风场区域空载线路投入对SVG稳定性的影响进... 详细信息

针对含链式静止无功发生器(static var generator,SVG)的风场区域系统高频谐振问题,首先采用谐波线性化的方法建立包含锁相环、功率外环以及电流内环在内的SVG谐波阻抗模型。利用阻抗分析法对风场区域空载线路投入对SVG稳定性的影响进行分析,揭示风场区域系统高频谐振的发生机理。然后,为抑制系统高频谐振,提出一种基于电压前馈附加带阻滤波器的SVG高频谐振抑制策略。对SVG侧中高频段等效阻抗进行重塑,以保证在该频段系统呈正阻尼状态。并讨论带阻滤波器中心频率和阻尼系数对系统相位裕度的影响。最后利用搭建的含链式SVG风场区域系统仿真模型,验证了理论分析的正确性和所提抑制策略的有效性。

关键词：链式SVG 高频谐振抑制策略带阻滤波器阻抗重塑

考虑频率耦合效应的柔性直流输电高频谐振抑制措施

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电力系统自动化 2023年第10期47卷 164-173页

作者：王泽昊汪娟娟刘岳坤冯俊杰陈威傅闯华南理工大学电力学院广东省广州市510641 直流输电技术国家重点实验室(中国南方电网科学研究院有限责任公司) 广东省广州市510663

模块化多电平换流器的频率耦合效应会影响换流器的阻抗特性,进而影响高频谐振抑制措施的有效性。文中首先考虑频率耦合效应建立模块化多电平换流器交流侧导纳矩阵模型;接着,定量地分析常见高频谐振抑制措施对系统频率耦合效应的影响,结... 详细信息

模块化多电平换流器的频率耦合效应会影响换流器的阻抗特性,进而影响高频谐振抑制措施的有效性。文中首先考虑频率耦合效应建立模块化多电平换流器交流侧导纳矩阵模型;接着,定量地分析常见高频谐振抑制措施对系统频率耦合效应的影响,结果表明在常见高频谐振抑制措施下系统频率耦合效应有加剧趋势;随后,提出一种同时抑制频率耦合效应和高频谐振的措施;最后,以鲁西背靠背异步联网工程广西侧模型为例,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了模型的正确性及所提措施的有效性。

关键词：柔性直流输电导纳建模频率耦合效应高频谐振稳定性分析抑制措施

含静止无功补偿装置的光伏电站高频谐振分析及抑制策略研究

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中国电机工程学报 2023年第24期43卷 9580-9593页

作者：张东辉陈新杨舒婷李小兵魏文祥江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016 思源清能电气电子有限公司上海市闵行区201100

光伏电站汇流网络的阻抗分布复杂,与静止无功发生装置(static var generator,SVG)及电网阻抗交互作用引发的高频谐振问题机理不明,且缺乏有效的高频谐振抑制措施,频发的高频谐振问题已威胁到了光伏并网系统的安全稳定运行。论文针对含... 详细信息

光伏电站汇流网络的阻抗分布复杂,与静止无功发生装置(static var generator,SVG)及电网阻抗交互作用引发的高频谐振问题机理不明,且缺乏有效的高频谐振抑制措施,频发的高频谐振问题已威胁到了光伏并网系统的安全稳定运行。论文针对含静止无功装置的光伏电站高频谐振机理及其振荡抑制措施开展研究工作。首先,建立光伏电站统一阻抗模型,分析光伏电站中各装置阻抗的高频影响因素,并建立高频特征阻抗模型;然后,通过构建光伏电站的序阻抗网络,将光伏电站等效聚合为源–载阻抗系统,分析光伏电站高频谐振的形成机理及其影响因素;提出一种基于SVG高频阻抗重塑的光伏电站谐振抑制方法,通过SVG高频相角补偿实现光伏电站高频振荡的有效抑制,并给出参数整定方法;最后,采用RT-LAB控制硬件在环完成高频振荡机理分析及其抑制控制的实验验证。

关键词：光伏电站静止无功补偿装置高频谐振相角补偿控制

面向柔直换流站高频谐振问题的换流变压器建模与参数辨识

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电工技术学报 2024年

作者：胡应宏李雨李阳陈继开张扬东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室南昌工程学院电气工程学院国网冀北电力有限公司电力科学研究院

围绕张北柔直康保站空母线高频谐振问题，重点研究换流变压器在高频段呈现的阻抗特性与建模方法，并应用于模块化多电平换流器(MMC)空母线高频谐振问题的分析。首先介绍换流变压器的高频特性，建立考虑电容效应的换流变压器高频等效模... 详细信息

围绕张北柔直康保站空母线高频谐振问题，重点研究换流变压器在高频段呈现的阻抗特性与建模方法，并应用于模块化多电平换流器(MMC)空母线高频谐振问题的分析。首先介绍换流变压器的高频特性，建立考虑电容效应的换流变压器高频等效模型。然后基于康保站换流变压器实测的频率响应数据，利用改进鲍威尔算法反演计算得到换流变压器的高频等效模型参数，并与实测数据进行比对，校验换流变压器关键参数并确定模型适用范围。进而分析换流变压器等效电容参数对其高频阻抗的影响规律。最后基于换流变压器高频等效模型，仿真复现康保站MMC空母线高频谐振现象，验证了所建换流变压器高频等效模型的准确性以及对研究MMC空母线高频谐振的重要性。

关键词：换流变压器高频等效模型反演计算高频谐振模块化多电平换流器

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基于调制切换的逆变器高频谐振故障穿越方法

供用电 2024年第5期41卷 96-102页

作者：吴显于德硕刘子俊姜鑫谢懿晗易皓新型智慧城市高品质供电联合实验室(深圳供电局有限公司) 广东深圳518020 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

随着能源转型和低碳社会建设不断推进,新能源设备广泛地接入电网的各个环节,以逆变器为代表的新能源设备存在宽频谐振风险。LCL滤波器无源谐振峰是引发逆变器高频谐振的主要因素,而传统的有源阻尼控制及参数配置方法对网侧参数存在适应... 详细信息

随着能源转型和低碳社会建设不断推进,新能源设备广泛地接入电网的各个环节,以逆变器为代表的新能源设备存在宽频谐振风险。LCL滤波器无源谐振峰是引发逆变器高频谐振的主要因素,而传统的有源阻尼控制及参数配置方法对网侧参数存在适应能力较差且配置较为复杂等问题。针对滞环开关频率不确定的缺陷,设计了一种基于调制切换的逆变器高频谐振抑制方法,利用滞环电流控制的快速性与鲁棒性,提出了调制切换策略以保证模态切换瞬间开关动作的平滑过渡。所提方法能够替代逆变器电流环,并利用滞环电流控制的优势达到快速平抑高频无源谐振的目的,为逆变器在网侧恶化工况下的高频故障穿越提供了有效支撑。并通过仿真验证其有效性与模态切换的平滑性。

关键词： LCL滤波器高频谐振新能源逆变器滞环电流控制鲁棒性

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柔性直流输电系统高频谐振自适应抑制策略

南方电网技术 2023年

作者：王延纬刘宇明杨荣照钟明明林建熙付超易杨秦颖婕周保荣广东电网有限责任公司电力调度控制中心南方电网科学研究院

随着柔性直流输电技术的发展与广泛应用，柔性直流在高频范围引起的振荡稳定问题也日益凸显，对电力系统的安全稳定运行造成了影响。由于实际系统中系统网络拓扑与运行方式复杂多变，导致柔性直流高频带宽内的谐振特性也因系统条件变化... 详细信息

随着柔性直流输电技术的发展与广泛应用，柔性直流在高频范围引起的振荡稳定问题也日益凸显，对电力系统的安全稳定运行造成了影响。由于实际系统中系统网络拓扑与运行方式复杂多变，导致柔性直流高频带宽内的谐振特性也因系统条件变化而变化，给柔性直流高频谐振的抑制带来了挑战。为提升柔性直流高频谐振抑制措施在系统多运行方式情况下的适应性，本文提出了基于自适应带阻滤波器的高频谐振抑制策略。该策略通过调节附加带阻滤波器的个数及参数，有效的解决了交流系统不同运行方式下高频谐振频率多变问题，具有较强适应性，最后通过PSCAD电磁暂态仿真验证了所提抑制策略的有效性。

关键词：柔性直流输电阻抗分析法高频谐振抑制策略自适应带阻滤波器

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适用于柔直系统高频谐振分析的输电线路模型

电网技术 2021年第5期45卷 1782-1789页

作者：满九方谢小荣唐健王艳辉罗永志电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010010

随着可再生能源与电力电子设备的快速发展,在柔直系统中出现了新型高频谐振问题,如何准确刻画输电线路在高频下的动态特性成为分析该问题的关键所在。为了确定适用于高频谐振分析的输电线路模型,首先对比当前各种线路模型的阻抗特性及... 详细信息

随着可再生能源与电力电子设备的快速发展,在柔直系统中出现了新型高频谐振问题,如何准确刻画输电线路在高频下的动态特性成为分析该问题的关键所在。为了确定适用于高频谐振分析的输电线路模型,首先对比当前各种线路模型的阻抗特性及建模难度,并以典型柔直系统为例验证各模型对于高频谐振现象的复现效果;然后,基于对比结果提出一种相对精确且易于建模的高频特性相关模型,并通过时域仿真和阻抗分析验证该模型在高频谐振暂态响应和稳定性评估中的正确性和有效性。

关键词：高频谐振柔性直流输电线路高频特性相关模型稳定性分析