高比例电力电子电力系统稳定性的统一性判据研究(一):场站稳定判据

新版《电力系统安全稳定导则》明确提出"新能源场站短路比应达到合理水平",但目前仍欠缺具体的评价方法和标准,无法有效量化电力电子电源集群接入交流电网的稳定程度.针对上述问题,提出一种面向电力电子电源场站稳定性分析的统一性稳定判据.首先,论述了动态统一性指标的定义和指标特性,并基于鲁棒控制理论和多变量频域控制理论提出并网系...     

带变流器负载的三相交流电源系统稳定性判据的研究

交流电源系统中的电力电子变流器一般恒功率运行,其三相交流输入端具有负阻抗特性,然而该特性可能使整个交流电源系统不稳定。从小信号分析的角度,带变流器负载的交流电源系统的稳定性由电源输出阻抗和负载输入导纳之间的关系决定,因此基于电源输出阻抗和负载输入导纳的稳定性判据是分析交流电源系统稳定性非常有效的方法。总结现有的4种交流电源系统稳定性判据,提出一种新型的基于阻抗矩阵-范数的稳定性判据,并将提出的稳定性判据与现有的进行保守性比较。在现有的4种稳定性判据中,奇异值判据的保守性最小,但是奇异值的求取比较复杂。本文提出的基于阻抗矩阵-范数的稳定性判据的保守性与奇异值判据相当,同时-范数的求取比奇异值简便,可以用于分析三相交流电源系统的稳定性。     

新能源多场站短路比在改善电网电压稳定性中的应用

针对评估新能源多场站短路比可能改善电网电压稳定问题,介绍了新能源多场站短路比的计算原理,以某交、直流混联电网为例进行了新能源多场站短路比计算,应用新能源多场站短路比指标分析了持续的新能源并网对电网电压强度的影响,并确定了电网电压强度的薄弱区域,提出了多种单一规划措施及组合规划措施,分析了各措施对提升新能源多场站短路比的效果.通过比较各措施下电网发生交、直流故障下的母线电压变化曲线,验证了新能源多场站短路比提升效果较好的组合规划措施可以更好地改善电网的电压稳定性.     

大规模电力系统仿真用新能源场站模型结构及建模方法研究(一):模型结构EI北大核心CSCD

建立准确的新能源场站模型是研究大规模新能源接入对电网影响的基础。该文首先从大规模新能源接入对系统功角稳定性、频率稳定性、电压稳定性、和电力电子多频段振荡角度出发,论述大规模电力系统仿真对新能源场站模型的需求,并总结出新能源场站等值模型需求表。然后,通过仿真验证新能源场站模型对大规模电力系统仿真的关键影响因素,在某些工况下,新能源场站内的拓扑结构、集电线路阻抗、发电单元功率分布的影响不可忽略。最后,综述现有新能源场站等值方面相关文献,通过需求分析、场站为单位的建模体系,提出统一结构的新能源场站等值模型。     

基于相对等效短路比的新能源——柔直送出系统振荡风险评估

新能源基地并网系统面临与电压支撑强度密切相关的振荡稳定性问题,在海量运行方式下,逐一建立精细化模型的稳定性分析过程耗时较长。短路比指标可直观反映新能源并网系统的电压支撑强度和稳定裕度,但现有短路比无法适用于无同步机电源的系统。为此,将短路比概念合理扩展至全电力电子化系统,基于戴维南等效网络来度量新能源-柔直送出系统电压支撑强度,进而提出了能快速评估新能源-柔直送出系统振荡风险的相对等效短路比计算方法,并阐明相对等效短路比能够全面考虑新能源场站发电功率、交流网架结构以及新能源设备变流控制系统等多重因素对振荡稳定性的影响,最后通过算例验证了相对等效短路比评估方法的有效性。     

数字控制系统时延分析及抑制策略研究

研究了电力电子数字控制系统环路时延的组成部分,利用频率特性分析了时延对系统带宽的影响.阐述了多处理器非同步造成的新问题,利用根轨迹法分析了时延对系统稳定性的影响.提出用于克服电力电子环路时延的指数外推法,并证明了指数外推法与线性外推法的内在统一性.与常规线性外推法相比,指数外推法能有效减小时延的影响,特别适合于时延大、...     

电力系统静态稳定判据的应用与仿真

维持电力系统静态稳定对于确保电力系统的安全、稳定和可靠运行具有重要意义.基于小干扰分析法提出 电力系统静态稳定判据,采用单机无穷大系统结合小干扰信号模型、励磁调节系统模拟实际电力系统,建立静态稳定 仿真模型.仿真分析发电机的转速变化特性,评估系统静态稳定性,与静态稳定判据对比分析,验证静态稳定判据的 正确性和可行性.研究成果可以为电力系统稳定性的分析和控制提供有力的支持.     

基于PSASP的西藏林芝电网电压稳定研究

西藏林芝地区随着经济水平的日益增长,电网也迅速发展,规模逐步扩大,结构日益复杂,实现了区域整体连接.林芝电网的负荷又多以商业和民用电力负荷为主.为此,应用电力系统分析综合程序（PSASP）中的小干扰电压稳定性新判据方法,对西藏林芝电网进行详细的电压稳定计算与分析,得出电网中薄弱母线、薄弱区域及电压稳定裕度等稳定评估数据.研究结果为林芝电网的运行、调度和系统的电压稳定性监控提供理论依据.     

“双高”电力系统：一种新的稳定判据和稳定性分类探讨

随着能源变革和电力电子技术发展,高比例新能源和高比例电力电子设备(简称“双高”)在电力系统中比例增高,带来新的稳定问题。该文对“双高”电力系统的失稳影响因素和稳定判据进行深入剖析,探索“双高”电力系统的失稳机理,提出系统阻抗角稳定性分析方法。基于所提出的稳定性分析方法,从系统有功功率、无功功率平衡基本运行规则出发,构建“双高”电力系统的阻抗角稳定判据,通过搭建仿真模型验证所提稳定判据的有效性和正确性。同时,对IEEE提出的稳定性分类进行探讨,在遵循传统稳定性分类原则基础上,基于所构建的稳定判据,尝试提出一种新的稳定性分类方法,希望有助于厘清“双高”电力系统稳定性问题,为后续系统规划、稳定性控制提供指导。     

微电网动态稳定性研究述评

在微电网内部,电力电子变换器接口型分布式电源广泛存在。电力电子接口微源与传统交流同步发电机在功率变换、控制策略和动态特性方面差异性较大,控制方法的多样性以及电力电子接口微源的高渗透率将给低惯量微电网的安全稳定运行带来严峻挑战。同时,多类型微源、多类型负荷在微电网内混合共存,可能引发源源耦合交互、负荷间交互以及源荷交互,不同特性的设备间相互作用将重新塑造区别于传统电力系统的动态响应特性,并诱发稳定性问题。首先对近年来国内外微电网稳定性的研究进行评述,归纳总结可再生能源渗透率不断提升下微电网典型运行特性和存在的动态稳定性问题;在微电网动态稳定性分类的基础上,分别从微电网动态稳定问题和微电网动态稳定分析方法两方面对微电网稳定性的研究动态进行分析、评价和探讨;最后,预测和探讨了微电网稳定性研究的发展趋势。     

新能源场站电力监控系统网络安全薄弱环节分析

随着大量新能源场站的投运,提高新能源场站的电力监控系统网络安全防护水平成为了一个重要课题.从新能源场站电力监控系统体系结构、系统本体、物理安全及安全管理四方面阐明了网络安全防护的薄弱点,并根据生产过程中的典型案例,明确了相关防范措施手段,提出了提高新能源场站电力监控系统网络安全防护水平的若干建议.     

电压源型风电比例影响区域电网频率调整研究

随着新能源大比例接入新型电力系统中,区域电网的频率稳定性问题凸显。为了研究风电在区域电网中对新能源系统稳定运行能力的影响,针对电压源型风电占比对区域电网频率调整的影响开展研究。对风电频率需求相应特性和电压源型风电机组控制进行分析,提出了在电压源型风电机组不同占比结构下的区域电网新能源场站容量分配评估方法。在Matlab/Simulink中对不同电压源型风电占比下的电网频率响应特性进行验证。结果表明,随着在混合风电场内配置一定比例的电压源型风电机组,可以有效地改善区域电网的频率稳定性。     

直流区域配电网电压稳定性分析

直流区域配电网具有结构简单、可靠性高和线路损耗较小等优点,但其复杂的拓扑结构、多变的运行工况和结构的高度电力电子化等特点给其稳定运行带来了挑战。针对直流区域配电网电压稳定性问题,本文采用李雅普诺夫第一法和混合势函数理论对直流区域配电网的电压稳定性进行分析,提出直流区域配电网的电压稳定性判据;明确了直流区域配电网电压的静态稳定性与系统的参数有关,而暂态稳定性不仅与系统的参数有关,还与扰动的大小和类型有关。     

交流并网电力电子变换器高性能无源性控制方法研究

配电网要求电力电子变换器能够具备足够快的响应速度,同时能够稳定运行。现有的控制方法在快速性与稳定性之间存在一定矛盾。针对这一问题,本文以交流并网电力电子变换器为研究对象,提出一种高性能的无源性控制方法,将控制对象整定为无源系统,实现本质稳定运行,并且基于控制参数对电力电子变换器输出性能的影响规律,以动态调节过程中的超调量与过渡时间为控制目标,对控制部分中的各个参数进行优化设计,以解决稳定性与快速性之间的矛盾。PSCAD模型仿真结果证明了所提控制方法能够保证电力电子变换器具有足够的稳定裕量与动态性能,动态调节过程中的超调量、过渡时间明显减小,满足电力电子变换器的高性能稳定运行的要求。     

基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据

交直流混合微电网系统中,大量电动机负载和变换器负载由受闭环控制的电力电子设备连接交流母线,具有负阻抗特性,可视为交流恒功率负载.这些负载在大扰动情况下类似正反馈,会增强扰动信号,降低系统稳定性,严重时甚至导致整个微电网系统无法正常工作.另一方面,储能单元是系统的惯性环节,合理控制可增强系统稳定性.为了保障并网运行的交直流混合微电网系统大信号稳定性,文中应用混合势函数方法提出储能单元互联变流器稳定控制策略,补偿交流恒功率负载的动态性能.首先,根据abc-dq坐标变换,分别得到交直流混合微电网系统在储能单元充放电状态的简化模型;接着,分别建立系统的混合势函数模型;最后应用第3稳定性定理,分别推导得到储能单元不同工作模式下的大信号稳定性判据.判据给出了滤波参数、交流恒功率负载功率、储能单元充放电功率、储能单元AC/DC变流器电流内环比例环节系数、电压外环比例环节系数的稳定限制条件.实验结果验证了所提大信号稳定性判据的正确性.     

考虑频率稳定约束的分布式调相机选址定容策略

“双碳”目标的提出加快了以风光为代表的新能源发电并网。高比例电力电子接口的新能源发电并网将导致电力系统惯量支撑能力弱、频率稳定问题突出。针对风光场站,分布式同步调相机作为旋转元件,在提供电压支撑的同时,还可为系统提供转动惯量继而提升电网频率支撑强度,但高效可行的分布式调相机配置方法尚有待研究。文章提出考虑频率稳定约束的分布式调相机选址定容方法,以节点惯量来评估系统惯量分布并识别系统频率支撑薄弱区域,进而挑选调相机配置地点,并根据临界惯量作为不等式约束,以配置容量最小为优化目标设计了分布式调相机选址定容策略。结合算例分析表明,提出的分布式调相机选址定容策略直接高效,能在调相机总配置容量最低的前提下,更有效地提高系统频率支撑强度。     

基于有效竞争的区域发电市场结构研究

针对目前我国电力市场化改革存在着不利于竞争的问题,结合网络约束、电源布局不合理等带来的非效率状况,提出了有效竞争的区域发电市场结构判定原则.根据断面输电能力将区域电力市场划分为若干个安全区,先对每个安全区在单一判定原则(指标)下进行评估,综合其他原则(指标)进行模糊综合评价,从而得出各安全区发电市场结构的合理程度.以东北区域电力市场数据为算例,验证了该方法的合理性,对存在的问题提出了解决措施和建议.     

第二届全国电力电子与电源技术优秀论文大奖赛暨中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会优秀论文评选征文通知(代邀请函)

随着电力电子技术与电源产业的进一步发展,应用领域对电力电子、电源管理技术提出了更高的要求。高效率、低成本是电力电子产品的发展方向,而小型化则是对电源产品的新要求,同时各种新型电力半导体器件不断涌现,新型电路拓朴、新型控制IC、新的开关电源技术进一步突破,促进了电力电子及电源技术的发展。     

大干扰概率电压稳定评估方法的研究

在调研国内外电压稳定可靠性评估研究的基础上,基于电压稳定的定义和分类,并结合电力系统可靠性评估方法,提出大干扰概率电压稳定性的概念,基于该概念构造能够综合考虑暂态和长期电压稳定性的大干扰电压稳定的可靠性指标,制定概率电压稳定的综合评价原则,在此基础上,提出基于电力系统可靠性评估的大干扰概率电压稳定的评估方法及相应的算法流程。实际电网算例结果表明,所提方法能以定量评估指标直观地表达系统电压稳定的安全特性,有助于提高电力系统运行的可靠性。     

第二届全国电力电子与电源技术优秀论文大奖赛暨中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会优秀论文评选征文通知（代邀请函）

随着电力电子技术与电源产业的进一步发展,应用领域对电力电子、电源管理技术提出了更高的要求。高效率、低成本是电力电子产品的发展方向,而小型化则是对电源产品的新要求,同时各种新型电力半导体器件不断涌现,新型电路拓朴、新型控制IC、新的开关电源技术进一步突破,促进了电力电子及电源技术的发展。