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| 1 | 电力电子设备高占比电力系统电磁振荡分析与抑制综述显示文摘大功率电力电子技术已广泛应用于电力系统中,高比例电力电子设备改变了电网的运行方式和动态特性,其导致的新型电磁振荡问题已威胁到电力系统的安全稳定运行,学术界对相关问题展开了深入研究。该文介绍了由电力电子设备引发的典型振荡事件。在此基础上,阐述振荡的发生机理,梳理目前已有的振荡建模和分析方法,然后对振荡的抑制措施进行总结归纳。最后指出该领域未来的研究方向和所面临的挑战,希望能够起到抛砖引玉的效果,为后续的相关研究提供参考。 | 姜齐荣 王玉芝 | 2020 | 中国电机工程学报2020,40,22: | 79 |
| 2 | 应用静止同步串联补偿器抑制风电次同步振荡的方法显示文摘针对双馈风电场经串补系统外送功率时存在次同步控制相互作用(SSCI)问题,该文提出一种应用静止同步串联补偿器(SSSC)抑制SSCI的等效正电阻控制方法。该方法采用网侧线路中的电流作为输入信号,通过SSSC附加有源电阻控制(SARC)策略生成与线路中次同步电流同相位的次同步电压信号。SSSC实时跟踪该次同步电流信号,使其在次同步频率下等效为一正电阻。通过在网侧串接SSSC使网侧电阻增大,从而系统等值电阻被抬升至正值区域,进而达到抑制SSCI的效果。此外,详细介绍了SARC的结构及参数设计方法。最后,在PSCAD/EMTDC上搭建了华北某实际风电场时域仿真模型。仿真结果表明:多种运行工况下,SSSC可等效成正电阻使系统等值电阻处在正值区域,从而避免了系统发生SSCI。该方法具有参数整定简便、便于实现等优点。 | 高本锋 王飞跃 于弘洋 赵国亮 邵冰冰 赵书强 | 2020 | 电工技术学报2020,35,6: | 21 |
| 3 | 基于附加比例谐振控制的风机次同步振荡抑制方法显示文摘针对风电机组接入串联电容补偿系统及弱交流系统所引发的次同步振荡问题,提出在风机控制器内附加比例谐振控制的振荡抑制方法。给出控制器的基本原理及分析模型;考虑不同风机类型及抑制方式,提出控制器的结构及参数设计原则;基于特征值法和时域仿真法,分析控制器的振荡抑制效果;考虑附加控制设备的容量限制及电网实际运行条件变化,分析该控制器的工程适应性。 | 周佩朋 宋瑞华 李光范 韩亚楠 姜红利 杜宁 | 2021 | 中国电机工程学报2021,41,11: | 13 |
| 4 | 基于阻抗频域灵敏度的双馈风电机组次同步振荡抑制措施显示文摘随着风力发电技术的快速发展以及风电出力占比的持续增加,电力系统中出现了一种由风电机组与线路相互作用产生的新型次同步振荡现象。风电引发的次同步振荡不同于传统的次同步振荡,电力电子变换器参与了振荡的形成,其机理及抑制措施有待进一步的研究。针对双馈风电机组接入含串补电容系统引发的次同步振荡问题进行研究,首先建立了双馈风电系统的频域阻抗模型,然后引入阻抗频域灵敏度这一概念,分析了双馈风电机组控制参数对于系统次同步振荡的影响程度,并根据灵敏度分析结果提出了次同步振荡的抑制措施,最后通过时域仿真验证了所提抑制措施的有效性。 | 唐冰婕 迟永宁 田新首 李琰 | 2019 | 供用电2019,36,10: | 12 |
| 5 | 基于STATCOM-BESS有功无功控制的风电机组并网稳定性研究显示文摘为提升含高渗透率的由不同类型风电机组汇集的风电场接入系统后大电网的动态频率及电压稳定性,具备在二维空间功率运行调节能力的基于直流环储能装置的链式分级电平型静止无功发生器(STATCOM-BESS)现已广泛布局在风电场内,同时,基于STATCOM-BESS储能后备兼功率控制的双环结构附加阻尼控制可以平抑系统的功率振荡。在此背景下,研究采用布局于风电场的STATCOM-BESS附加鲁棒性优越的自抗扰控制器(ADRC)提高并网大系统的稳定性。首先分析了非线性自辨识扰动因子原理的控制器,然后结合阻尼转矩法推导分析了STATCOM-BESS附加控制增强系统动态稳定的控制策略并设计附加阻尼控制器,Digsilent平台完成风电并网的4机2区域系统搭建,仿真验证了附加控制在直流环储能装置的链式分级电平的STATCOM-BESS阻尼振荡作用。 | 刘会强 刘引弟 | 2021 | 电力电容器与无功补偿2021,42,2: | 11 |
| 6 | STATCOM抑制低频振荡及稳定电压在风电场中的应用研究显示文摘连接到电网的大型风电场将影响系统的稳定性,因此,提出了一种结合阻尼支持和电压稳定的STATCOM附加控制方法。首先分析了STATCOM提供阻尼转矩和保持电压稳定二者的相互影响机理并提出基于自抗扰的控制方法,然后通过协调优化算法,对控制器的相关参数进行了优化设计,在保证稳定电压的同时有效抑制了低频振荡。典型的4机2区域系统由Digsilent平台搭建,并进行了仿真研究实现电压控制和阻尼控制的协调,更好地抑制了系统振荡并提高系统稳定性。 | 刘引弟 刘会强 邢华栋 武海燕 张爱军 刘石川 | 2020 | 电力电容器与无功补偿2020,41,2: | 10 |
| 7 | 四种FACTS装置对改善风光互补系统稳定性的研究显示文摘新能源的接入对电力系统稳定性的影响越来越大。FACTS装置在工频下快速调节系统基波潮流来提高系统输送能力和稳定性。对4种典型FACTS装置接入风光互补系统的原理和动态特性进行比较研究,同时考虑互联系统联络线传送功率、风光互补系统出力等工况影响,设计了附加功率振荡阻尼控制器,通过反馈控制来调节装置可控的系统电气参量,起到阻尼低频振荡的作用。最后,针对算例系统进行了仿真计算,结果表明:UPFC和STATCOM在提高系统机电振荡模式阻尼比、抑制系统低频振荡方面性能优于SVC和TCSC,特别在其并联侧附加阻尼控制器后,能明显降低系统振荡幅度,提高系统稳定性。 | 和萍 申润杰 祁盼 李钊 方祺元 郑明明 | 2020 | 智慧电力2020,48,7: | 8 |
| 8 | 基于主导变量阻尼控制的双馈风电场次同步振荡抑制显示文摘针对双馈风电场经串联电容补偿线路进行输电时,可能发生并网系统的次同步振荡问题。本文首先根据双馈风电场经串联电容补偿并网系统的数学模型建立系统小扰动方程,并通过特征值分析法得到双馈风电场次同步振荡的主导变量。然后,根据系统等效阻抗模型和转子侧控制结构图对主导变量参与次同步振荡的机理进行分析,提出在控制系统中设置由功率阻尼控制模块和电流比例微分阻尼控制模块组成的转子电压补偿器的双馈风电场次同步振荡抑制方法。该方法作用在双馈风机转子侧变换器上,无须增加其他装置,便于在实际工程中应用。最后,通过离线仿真和半实物仿真验证了该抑制方法的有效性。 | 韩平平 王欢 王希 崔晓丹 吴家龙 | 2022 | 电力系统及其自动化学报2022,34,1: | 6 |
| 9 | 混合型补偿装置抑制风电次同步振荡的研究显示文摘传统风电经固定串补(FSC)外送系统常引发次同步振荡(SSO)问题,威胁系统的安全运行。基于风电串补系统SSO的发生机理,提出一种由静止同步串联补偿器(SSSC)与FSC组成的混合串联补偿(HSC)装置结构的附加控制策略。充分利用SSSC的控制灵活性,使其输出次同步电压与线路次同步电流同相位,SSSC等效为系统振荡频率下的正电阻。通过HSC装置提升系统总电阻处于正值区间,进而避免系统发生SSO。介绍了HSC附加阻尼控制(SSDC)策略的结构及原理,并给出了参数整定方法。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了华北某实际风电经HSC外送系统时域仿真模型;仿真结果表明:HSC装置可以有效抑制SSO,保证系统稳定运行;保持线路串补度不变,提高SSSC补偿度可增强系统稳定性。 | 于弘洋 王英沛 王飞跃 赵国亮 邓占锋 高本锋 | 2021 | 电测与仪表2021,58,2: | 6 |
| 10 | 风电次同步谐振对主变偏磁的影响机理显示文摘风电经串补送出系统发生次同步谐振(subsynchronousresonance, SSR)现象时,风电场和相关汇集站的主变会出现异响和振动加剧现象,给电力系统安全稳定运行带来隐患。通过分析工程现场SSR故障录波和系统的等效电路,提出超过一定量的次同步电流注入含串补的系统后,造成主变铁芯周期性正负交替偏磁饱和,从而导致主变励磁电流增大、异响和振动加剧。通过 RTDS(real time digital simulator)仿真和物理变压器低压模型实验,对上述机理和现象进行了验证。适当降低系统工频电压运行水平,可以一定程度减小谐振时主变偏磁饱和的程度和危害;而采取适当措施抑制SSR,是解决上述问题的根本方法。 | 曹建春 项祖涛 武丹 燕翚 王宇红 曲国权 | 2019 | 电网技术2019,43,6: | 5 |
| 11 | STATCOM提升单LCC-HVDC馈入系统静态电压稳定裕度的机理分析显示文摘有效短路比ESCR和临界有效短路比CESCR是单LCC-HVDC馈入系统静态电压稳定裕度定量评价的常用指标,但该指标无法反映STATCOM馈入后系统静态电压稳定性的变化。本文以对小扰动的动态响应特性相同为原则把STATCOM在运行点附近线性化,将STATCOM馈入后的系统等值为单馈入系统,在等值单馈入系统中结合STATCOM的控制方式,具体讨论了STATCOM对系统结构参数和状态参数的影响,明确了STATCOM提升系统静态电压稳定裕度的机理。理论分析和电磁暂态仿真结果表明,可以通过比较等值单馈入系统中ESCR和CESCR的相对大小,准确评价STATCOM馈入后系统的静态电压稳定裕度。 | 马骞 田宝烨 邱建 徐光虎 姚文峰 王彤 | 2020 | 南方电网技术2020,14,11: | 5 |
| 12 | 基于加窗FFT的风电场自适应振荡抑制策略显示文摘大规模风电送出系统会出现振荡现象,现有抑制策略在振荡频率变化时难以快速、有效地抑制振荡。针对该问题,以直驱风场送出系统为研究对象,提出一种基于加窗快速傅立叶变换(FFT)和附加准比例谐振控制器相结合的振荡自适应抑制方法。首先,基于谐波线性化方法建立直驱风机(permanent magnet synchronous generator, PMSG)阻抗模型,分析PMSG发生振荡的机理以及采用附加准比例谐振控制器抑制振荡的有效性;然后,设计一种基于加窗FFT的振荡频率快速检测和提取方法,并给出相关参数的设计原则。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真对比基于加窗FFT和传统FFT的控制器对振荡的抑制效果。结果表明:基于加窗FFT的控制器对振荡的抑制速度和效果具有显著优势,验证了所提振荡抑制策略的有效性。 | 苗硕 李奇南 查鲲鹏 李兰芳 曹建春 张帆 | 2022 | 中国电力2022,55,10: | 3 |
| 13 | 附加定子磁链的双馈风机次同步振荡抑制研究显示文摘针对双馈风电场经串联电容补偿系统所引发的次同步控制相互作用(SSCI)问题,该文从切断其振荡通路的角度提出一种附加定子磁链的抑制策略。该方法采用巴特沃斯和SOGI获取DFIG的定子和转子电流中的振荡分量,并运用准谐振控制器对获取的次同步定子磁链实现闭环控制,进而达到抑制SSCI的效果。最后,在MATLAB/SIMULINK上搭建了双馈风电场时域仿真模型并结合扫频法来验证附加定子磁链抑制策略的可行性。结果表明:在不同风速与串补度下,附加定子磁链抑制策略可提高系统正阻尼,避免了系统发生SSCI。 | 马帅 王宁 韩国栋 刘继文 郭帅 刘浩 | 2022 | 电网与清洁能源2022,38,11: | 3 |
| 14 | 基于数据驱动和深度强化学习的孤岛多风柴电压控制研究显示文摘针对风能及负荷波动导致的孤岛多风柴系统电压波动问题,提出用双馈感应发电机(double fed induction generator,DFIG)负荷侧变流器(load side converter,LSC)补偿系统无功的策略。考虑LSC状态量不完全可测及模型参数不确定的情况,本文基于连续性动作空间的深度强化学习算法提出一种数据驱动、无模型的LSC附加控制方法。该方法以非线性的方式获取控制策略来减小电压波动,并且针对模型的不确定性具有更快的响应速度和更强的自适应性。首先建立孤岛多风-柴混合系统的数学模型;其次离线采用深度强化学习在连续性空间中优化LSC的无功电压控制策略,然后在线通过堆叠去噪自动编码器(stacked denoising auto-encoder,SDAE)提取特征,并采用策略网络进行在线控制。数例仿真结果表明,与传统的控制策略相比,本文所提控制方法可以有效抑制电压的波动,且具有更好的系统动态稳定控制效果。 | 贺柱 柴良明 吴楚 郑仕涛 | 2021 | 电力电容器与无功补偿2021,42,4: | 3 |
| 15 | 抑制风电-柔直外送系统次同步振荡的并联VSC型次同步阻尼控制器显示文摘风电经柔性直流输电(简称“柔直”)系统接入交流电网已经成为陆上/海上风电并网的主要方式之一,但风电与柔直系统之间存在控制相互作用引发次同步振荡的风险。为抑制此类振荡,提出一种独立于柔直系统和风电机组变流器的并联电压源变流器(VSC)型次同步阻尼控制器。该控制器使用集电线电压作为输入信号,提取信号中的振荡模态后调制其幅值、相位,然后利用并联VSC向系统注入次同步频率的电流来抑制振荡。基于复阻抗法对控制器参数进行了优化设计。仿真结果表明,所提出的控制器能在不同工况下有效抑制振荡。 | 李浩志 李景一 杨建军 谢小荣 | 2022 | 电力自动化设备2022,42,8: | 3 |
| 16 | 基于双馈风机抗阻比的次同步振荡抑制策略显示文摘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。 | 李志军 刘洋 张家安 | 2022 | 电力自动化设备2022,42,8: | 2 |
| 17 | 基于SVG的光伏并网SSO附加阻尼抑制策略显示文摘针对大规模光伏(photovoltaic,PV)并入弱交流电网的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,提出一种基于静止无功发生器(static var generator,SVG)附加阻尼控制策略抑制的方法。该方法提取PV并网点电压作为输入信号,通过附加次同步阻尼控制器(supplementary sub-synchronous damping controller,SSDC)生成与并网点次同步电压同相位的次同步电流信号,使SVG在次同步频率下等效为并联接入系统的正电阻,消耗SSO能量实现抑制。此外,详细分析了SSDC的结构和参数设计方法。最后,以西北某PV电站为实例,通过电磁暂态仿真验证了上述抑制控制策略在多种工况下的有效性,该控制策略可提高光伏系统的稳定裕量。 | 张帆 高本锋 李铁成 | 2021 | 中国电力2021,54,12: | 2 |
| 18 | 风电场经直流送出系统的复合式阻尼振荡方法显示文摘基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术逐步成为大型风电场最佳并网方案,而该系统存在宽频振荡的风险。为抑制该类振荡,基于特征值分析法求取了系统主导振荡模式,并进一步定量分析了系统各参数对振荡失稳模式的动态影响,得出了通过调节风电场网侧变流器控制参数可有效提升系统阻尼比的结论,并提出了一种基于特征值灵敏度的风电场网侧变流器控制参数优化算法;为进一步降低系统发生振荡的风险,使系统适应多种运行工况,在风电场与直流换流站间增设了虚拟电阻,并设计了基于该虚拟电阻的直流换流站送端变流器的附加阻尼控制器。基于PSCAD/EMTDC构建了系统时域仿真模型,仿真结果表明,风电场网侧变流器控制参数优化与基于虚拟电阻的附加阻尼控制器相结合的复合式振荡抑制方法具有更好的阻尼效果。 | 陈肖璐 王新宇 任正 杨熠 周伟 刘荣顺 | 2023 | 南方电网技术2023,17,3: | 2 |
| 19 | 抑制直驱风电并网系统次/超同步振荡的储能变流器有源阻尼控制方法显示文摘为应对直驱风电并网系统接入弱电网引发的次/超同步振荡问题,针对储能变流器提出了一种改进的有源阻尼控制方法,建立了考虑所提有源阻尼控制方法的储能变流器序阻抗模型,并分析了含储能变流器的直驱风电并网系统阻抗特性。在次/超同步振荡频段,并网系统阻抗幅值较低且部分呈容性,当输出功率增大、电网短路比降低或锁相环带宽减小时,容易与感性电网阻抗发生交互,从而诱发次/超同步振荡。然后,考虑不同有源阻尼控制参数对系统稳定性的影响,并给出选取参数的方法,使直驱风电并网系统的正负序相角裕度大于零或幅频特性不与电网阻抗发生交截。分析结果表明,所提有源阻尼控制方法能够有效改善直驱风电并网系统的阻抗特性,在更为复杂恶劣的条件下,耗散振荡能量,抑制次/超同步振荡,增强系统的稳定性。最后,通过仿真验证分析的正确性。 | 莫必祥 伍文华 陈燕东 谢志为 何志兴 周小平 | 2023 | 电网技术2023,47,6: | 2 |
| 20 | 风光火打捆外送系统STATCOM-POD协调优化设计显示文摘风电和光伏与火电打捆外送是我国大型新能源基地电力外送的重要途径。针对风光火打捆外送系统低频振荡问题,提出一种基于静止同步补偿器附加功率振荡阻尼控制协调优化设计策略。首先,搭建了风光火打捆外送系统模型,设计了STATCOM-POD控制器,并采用联络线有功功率作为控制器输入量。然后,基于李雅普诺夫稳定法则构建了计及系统所有低频振荡模式最小阻尼比的目标函数。最后,采用遗传算法对多控制器参数进行协调优化,改善了系统低频振荡特性。以IEEE四机二区域系统为例,验证所提方法的正确性和有效性。结果表明:协调优化参数的STACOM-POD控制器能够维持发电机转速的稳定,增加系统的阻尼,抑制低频振荡引起的电网参数波动,改善风光火打捆外送系统的低频振荡特性。 | 和萍 方祺元 武小鹏 陶玉昆 宫智杰 | 2022 | 电力系统保护与控制2022,50,1: | 2 |