多逆变器并网系统谐振混合阻尼参数设计

多逆变器并网系统谐振是高比例新能源新型电网必须解决的问题。文中分析了改进型有源阻尼、阻抗重塑和有源阻尼器的优缺点后,认为混合阻尼策略更符合工程经济需求。首先,介绍了单台LCL型逆变器混合阻尼参数设计过程;然后,在分析多逆变器系统谐振机理的基础上,根据混合阻尼的阻尼系数特点,提出先确定有源阻尼参数再确定无源阻尼参数,并采用总谐波率和谐波系数两个指标评价并网电能质量的参数设计方法;最后,在Matlab/Simulink仿真平台上进行验证。结果表明,所提方法设计的混合阻尼参数对系统谐振具有良好的抑制效果,并且能较好地适应系统阻抗的变化。     

LCL滤波器无源阻尼和有源阻尼对多逆变器并网谐振影响对比分析

多并网逆变器系统谐振是由滤波器输出谐波与电网谐波共同作用的结果。LCL滤波器谐振是滤波器输出谐波的主要因素之一,因此提出LCL滤波器谐振阻尼方法对多并网逆变器系统谐振的影响进行分析。首先,分析多并网逆变器系统谐波交互的机理;其次,建立无源阻尼和有源阻尼的多并网逆变器系统阻抗模型,对比分析2种阻尼方法对低频谐振和超高次谐振的影响;最后,采用3台并网逆变器进行仿真实验验证所提理论的有效性。     

串联补偿输电系统次同步谐振的电气模态阻尼的参数敏感性分析

采用特征值分析法研究串联补偿系统平衡工况点的变化对次同步谐振(SSR)电气模态阻尼的影响。通过建立全系统线性化模型,计算并绘制了SSR电气模态阻尼(忽略了机械阻尼)相对于发电机有功功率和无功功率这两个平衡工况点运行参数以及补偿度这一结构参数分别构成的二维参数空间的轨迹曲面。分析结果显示,补偿度是影响SSR电气模态阻尼的主要因素,而发电机有功功率和无功功率对SSR电气模态阻尼的影响虽然数量级较小,但在一定条件下运行参数的变化有可能会改变SSR模态阻尼的正负性质,在分析SSR稳定性时,有必要考虑平衡工况点的变化。     

基于多谐振控制器和电容电流反馈有源阻尼的PWM变换器电流环参数解耦设计

基于电容电流反馈有源阻尼的LCL型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器并网电流控制中,通常采用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)控制器来实现静止αβ坐标系下正弦电流给定的无静差跟踪和抑制电网电压特定次谐波影响。针对电流环控制器复杂、参数多、设计难的问题,采用频率域理论分析电容电流反馈系数和准PR控制器各参数对电流环性能的影响。在此基础上,提出一种电流环控制器参数解耦简化解析设计方法,根据稳定性、稳态误差和相位裕度要求,分别设计电容电流反馈系数及PR控制器相对谐振增益系数和比例系数。该设计方法简化了控制器参数之间的耦合关系,且多采用解析计算,不需要反复试凑。实验结果验证了所提出的参数解耦解析设计方法是可行和有效的。     

基于有源阻尼的多逆变器并网谐振抑制

由于电网阻抗的耦合作用,基于LCL滤波器并网的光伏逆变器之间会产生并联谐振。针对多逆变器并网的谐振问题,提出了一种基于多逆变器并网闭环控制模型的有源阻尼控制策略。基于多逆变器并网拓扑,依据戴维南等效定理建立了多逆变器并网的闭环数学模型,分析了多逆变器之间的谐振机理;采用电容电流反馈构成有源阻尼以抑制并网谐振,给出了基于滤波电容电流反馈的多逆变器并网闭环控制框图;依据谐振阻尼表达式研究了有源阻尼系数对并网系统的稳态及动态特性的影响。在三台10 k W并网逆变器上进行了无阻尼环并网控制算法与加入有源阻尼环控制算法的对比实验,实验结果表明了所提出的有源阻尼控制方法的有效性和可行性。     

多逆变器并网耦合谐振机理及有源阻尼优化方法

对采用LCL型滤波器的并网逆变系统串、并联谐振的分析往往缺乏全局观,使得对逆变系统耦合谐振现象的机理揭示不够清晰及准确,进而难以实现有源阻尼参数的优化选取。为解决这一问题,建立具有一般性特点的多逆变系统并网数学模型。该模型对两类典型并网逆变系统控制结构具备普遍适用性。利用该模型定性及定量分析了逆变系统耦合谐振现象的机理和规律。并着重分析了本征谐振点随并网逆变器数量变化在频域内的分布特点及规律。同时,结合图示法可以方便、直观地寻求有源阻尼参数对耦合谐振衰减的最优取值范围。最后,通过仿真和实验验证耦合谐振机理分析结论的正确性及有源阻尼优化方法的可行性。     

基于虚阻尼控制的T-SAPF滤波系统谐振抑制研究

为了降低整流桥、变频器等强非线性负载向电网引入的谐波污染,提出一种由并联型有源电力滤波器(SAPF)与晶闸管投切滤波器(TSF)构成的T-SAPF混合滤波系统。针对TSF可能与电网发生并联谐振的问题,在对谐振机理进行分析的基础上,提出一种可以抑制系统并联谐振的SAPF虚阻尼控制策略,将自调谐滤波算法应用于阻尼电流指令的提取,并根据三个约束条件来界定阻尼系数的有效值域。仿真结果表明,该虚阻尼控制策略能够有效抑制系统的并联谐振,降低谐振时PCC电压的畸变程度,同时保证谐波电流的补偿效果。     

一种谐振极逆变器的相平面分析及参数设计

针对一种专用于无刷直流电动机的谐振极逆变器,运用相平面方法定性分析了电路各个运行模式的瞬态特性以及系统的稳定性,避开了复杂的微分方程求解过程;并详细推导了电路参数的设计过程,特别关注负载电流变化时各参数的边界条件.最后运用PSim软件进行了电路仿真,验证了相平面分析法在分析非线性电路上的简单实用性以及电路参数设计的正确性.     

基于自谐振线圈参数优化的多中继无线供电系统效率提升研究

印刷电路板(printed circuitboard,PCB)自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差,且不受分立补偿电容的影响,应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题,该文给出了一种用以提升系统传输效率的PCB自谐振线圈结构参数优化设计方法。首先,建立了多中继无线供电系统的传输效率模型,并分析了线圈的电参数对传输效率的影响机理;其次,详细推导了线圈电参数与线圈的匝数、介质厚度、线宽、铜箔厚度、介质损耗角正切值以及介电常数之间的关系;然后,基于上述关系,以传输效率最高为目标,优化了线圈参数;最后,利用优化后的PCB自谐振线圈搭建了一套五线圈无线供电系统实验样机。实验结果表明,采用优化后的PCB自谐振线圈传输效率最高可达76.5%,相比优化前33.1%的传输效率,提高了43.4%。     

虚拟同步机惯量及阻尼系数协调优化方法

为了提升虚拟同步机(virtual synchronous generator,?VSG)在各种扰动下的动态响应,提出了一种虚拟惯量及阻尼系数的参数协调优化方法。推导了VSG有功指令与输出电磁功率之间的二阶传递函数,定量分析了VSG动态响应特性与虚拟惯量及阻尼系数的关系。在扰动的初期调整两参数使VSG呈欠阻尼状态实现加快调节,在扰动后期则使VSG呈过阻尼状态来减小超调,兼顾功率调节速度和频率稳定性,降低储能充放电深度。最后,基于Matlab-Simulink仿真软件开展了VSG出力扰动和电网故障扰动下的仿真,对比参数优化前后的动态响应。结果验证了所提优化方法的优越性及稳定性,可以有效提升VSG的动态响应能力,延长VSG储能寿命。     

次同步谐振的线性化解析与阻尼系数处理

在研究发电机次同步振荡时,基于小信号稳定分析特征值计算所用到的线性化矩阵,需要对全系统建立模型。为准确判断系统是否激发次同步振荡,必须知道各集中质块的运动方程中的阻尼系数,而工程中所提供的是轴系各自然振荡频率下的衰减系数,这给研究工作带来很大的不便。文中利用Prony算法作为参数确定的手段,提出从各振荡模态的衰减系数获得轴系运动方程中的阻尼系数的实用方法,并对研究系统进行了实例分析,其辨识结果与试验系统很好地吻合。     

阻尼对多机系统机械振模正特性的数学证明

通过对多机系统特征值问题的摄动分析，给出了特征值与系统阻尼之间的显式 表达式，得到了阻尼对多机系统机械振模正特性的数学证明。最后通过实例计 算验证了理论结果的正确性。     

具有串联补偿的大型电力系统中次同步谐振（SSR）的分析

介绍一个专门研究具有串联补偿的大型电力系统中次同步谐振问题的仿真程序ＳＯＦＲＥＳＰ。该程序采用复转矩系数法，在这一方法的基础上引进了机网接口技术，使其在分析大型电力系统ＳＳＲ问题时，不仅概念清楚，而且无需对原网络作任何简化。本文将ＳＯＦＲＥＳＰ成功地应用于３３９个节点和４５台发电机（包括等值机）的大型电力系统中。     

多机系统低频振荡模式阻尼分配规律分析

分析了多机系统中不同机组间的阻尼耦合现象,推导了发电机采用经典模型时低频振荡模式的阻尼分配规律,得出了一些有参考价值的结论：在多机系统中,机组之间的阻尼耦合会使各机组在振荡过程中具有相同的衰减系数;任一振荡模式的振荡过程中,振荡模态对阻尼的大小起着决定性作用,因此欲增加振荡模式阻尼,必须在特征矢量较大的机组上施加阻尼;控制３区域模式的低频振荡要比抑制地区模式的低频振荡复杂和困难。最后,以１０机新英     

含有可控串联补偿电容的电力系统次同步谐振研究

根据采用复数力矩系数法分析同步振荡要求,在分析ＴＣＳＣ的物理特性的基础上,建立了可控串联补偿电容（ＴＣＳＣ）的数字模型,推导出适用于复数力矩系数不地的ＴＣＳＣ的复频域等效端地纳矩阵,在此基础上可方便地利用复频域扫描法分析ＴＣＳＣ对电力系统交仙步谐振的影响。对１个２机５节点系统用所提方法进行了次同步谐振分析,同时进行了全时域数字仿真数字仿真结果验证了所提方法的有效性。     

电力系统稳定器的综合阻尼特性

本文运用综合阻尼系数的概念分析了励磁系统全阶模型（ＩＥＥＥ－Ｉ型包括二级ＰＳＳ）参数的阻尼特性；确定了参数综合阻尼系数立体曲面图；设计了电力系统稳定器（ＰＳＳ）的最佳参数；与根轨迹法设计的参数进行了比较，最后进行了动态时间仿真计算，认为按“η”选择参数效果是显著的。     

含TCSC的电力系统次同步谐振的复转矩系数分析法

经推理证明,对于采用固定串联电容补偿的电力系统,如果对发电机转子角度施加一微小正弦扰动,则按系统线性化方程求得的电磁转矩稳态增量的正弦和余弦分量的幅值分别与电气弹性系数和电气阻尼系数成正比,从而提出了一种计算复转矩系数的微小扰动稳态响应算法。然后将这种算法推广到采用晶闸管控制的串联电容补偿电力系统的次同步谐振分析中,给出了具体的计算公式和步骤。采用IEEE典型系统进行计算,所得结果与采用EMTP时域仿真的结果相吻合。     

PSS控制过程中的借阻尼现象与负阻尼效应

根据考虑PSS控制的线性化系统模型，利用特征值的数学性质，揭示了PSS控制过程中的借阻尼现象，即：PSS提供给机电振荡模式的阻尼是从非机电模式转移来的。另外，结合三机系统算例并通过相量图分析，阐明了多机系统PSS控制过程中的负阻尼效应现象，即：PSS在增加一些机电振荡模式阻尼的同时，将减少另一些机电振荡模式阻尼，并指出负阻尼效应现象是多机系统的一种本质特性。因此，PSS在系统中要合理地配置和恰当地选择参数，以使系统机电振荡模式能够从非机电模式那里“借”来足够而合理的阻尼。所以，PSS在系统中要合理地配置和恰当地选择参数，以使系统机电振荡模式能够从非机电模式那里“借”来足够而合理的阻尼。     

基于加速功率信号输入的附加励磁控制系统参数动态特性研究

本文运用综合阻尼系数的概念,就我国目前广泛采用的加速功率信号输入的附加励磁控制系统参数动态特性,在不同运行工况下进行了研究,设计了ＰＳＳ最佳参数,为工程设计和现场调试提供了方便和依据。     

浅析机组轴系扭振时的机械（模态）阻尼

本就机组轴系扭振时无法区分与确定的实际机械阻尼与可测量的模态阻尼之间的关系作了介绍，并就机械模态阻尼的性质，测试方法、测量结果及其变化规律作了阐述，可使教对轴系扭振模态阻尼与实际机械阻尼获得一个初步的概念。