基于模态分析的风电场并网谐波谐振研究

针对风电场并网时易发生的谐波谐振问题,采用模态分析法对风电场并网系统的节点导纳矩阵进行解耦处理,并通过特征值分解确定其谐振频率、谐振中心等相关信息。首先建立并网LCL逆变器等效诺顿模型和电网等效模型,基于已建立模型,采用模态分析法分析风电场并网谐振现象并给出各节点谐振参与因子、谐振中心等谐振信息。基于仿真平台PSCAD按照某99 MW风电场参数搭建实例仿真模型,在验证模态分析法可行性的同时,深入研究随着风电场集电线路长度和风机并网台数改变时的并网谐振各节点参与因子与谐振中心的变化规律。     

考虑风机输出功率变化时的风电场并网谐振分析

风机输出功率的间歇性与波动性使得风电场并网系统潮流不断变化,并网点(PCC)处消纳功率随之改变,从而影响PCC处负荷等效阻抗并造成复杂并网谐振现象。首先建立电感-电容-电感型(LCL)逆变器并网等效诺顿模型,分析风机输出功率变化时PCC处的负荷等效阻抗特性并利用CIGRE模型计算负荷谐波阻抗,基于已建模型,采用结合元件特征值敏感度的模态分析法分析风电场并网谐振现象,给出各节点谐振参与因子与元件特征值敏感度值等谐振信息。最后,利用PSCAD平台搭建实例仿真模型,在验证所提方法可行性的同时,深入研究了风机输出功率变化时的风电场并网谐振现象。     

凸函数与不等式

本文讨论了凸函数的一些性质,并利用它证明了几个不等式。     

弱电网下考虑装置死区效应时的逆变器并网电能质量分析

弱电网接入下,逆变器-电网级联系统的阻抗不匹配易导致逆变器并网系统的稳定性能降低。为建立更准确的逆变器输出阻抗模型,以LCL型并网逆变器为例,将装置死区效应考虑到并网逆变器建模中。同时,考虑长线路对地分布电容的影响,建立弱电网下长线路分布参数模型并分析其输入阻抗幅频特性。基于此,采用基于奈奎斯特稳定判据的阻抗分析法分析并网系统稳定性并计算其稳定裕度,研究随着死区时间和长送出线线路长度的增加并网系统稳定裕度值的变化规律,并利用PSIM 9.0平台建立相关仿真模型,证明了理论分析的准确性和可行性。     

偏远地区风电场并网控制系统间的交互影响分析

以我国西部某偏远地区风电场为实例,采用基于频率的RGA方法对偏远地区风电场并网系统间的交互影响做定量分析。通过Mason定理建立风电场并网等效输出阻抗模型以及长线路分布参数模型,确定多逆变器并网相对增益矩阵。在Simulink仿真平台中依据风电场实际参数建模仿真,分析可知不同系统频率对多逆变器并网时控制系统间交互作用影响表现为:在f156 Hz频率段,多并网逆变器控制通道之间基本没有交互作用;随着频率增大,控制通道间出现负交互影响且逐渐增大,f=691 Hz时达到最大,此后出现方向相反的控制影响;当814 Hzf907 Hz时,控制通道间出现正交互作用;随着频率继续增大,相对增益值不断增大,f=1 004 Hz时正交互作用达到极值。基于此,深入分析风电场并网时随着逆变器并网台数和线路长度的改变控制交互影响动态变化的基本规律。     

偏远地区风电场并网系统串联谐振分析

针对偏远风电场并网时易被忽略的并网系统串联谐振问题,提出结合回路元件灵敏度的串联谐振模态分析法进行研究。虽然并联谐振在电力系统中所占比例较大,但串联谐振的危害亦不可忽略。偏远风电场因其送出线较长,并网结构薄弱,输电线路分布电容所带来的影响不容忽视。建立线路分布参数模型,并分析其阻抗特性,基于已建立的风电场并网模型,采用串联谐振模态分析法分析系统串联谐振现象,准确判断串联谐振频率的同时,给出串联回路电气元件的模态灵敏度值。最后,以某风电场为实例建立仿真模型,仿真结果验证了所采用分析方法的可行性。通过元件灵敏度值的计算,进一步阐述线路长度的改变对风电场并网系统串联谐振频率和幅值的影响规律,为风电场实际规划建设提供理论指导。     

多馈入直流系统的谐波不稳定仿真研究

随着高压直流输电的发展及多馈入直流输电系统的逐步形成,多馈入直流系统的谐波不稳定问题日显突出。从谐波不稳定产生的机理出发,分析了导致谐波不稳定的交/直流系统频率互补谐振条件,以国际大电网会议(CIGRE)提出的高压直流输电标准测试系统为原型,在Matlab/Simulink仿真平台建立了多馈入直流系统的模型,并基于该模型对多馈入直流系统中各交直流网络间的谐波相互影响进行了仿真与分析。结果表明,该模型能对多馈入直流系统的谐波特性进行准确、有效的分析。