电力电子并网变流器非线性行为机理与安全运行边界研究综述

在电网故障、功率波动等扰动工况下,并网变流器大幅偏离其设计工作点,威胁设备自身和电力系统安全。针对以上稳定运行问题,综述了电网同步、功率传输和开关调制环节的非线性行为机理,给出了常用的研究方法和结论。在此基础上,提出了并网变流器层次化安全边界,梳理了当前安全边界研究结果和应用方法,分析了各层边界的嵌套影响关系。最后对未来并网变流器的设计运行技术进行了展望。     

新能源电力系统的暂态同步稳定研究综述

全球范围内的能源变革加快了新能源电力系统的发展,大量以电力电子为并网接口的新能源装备逐步成为电力系统的主体。与传统同步发电机组不同,新能源装备的动态行为主要由控制策略决定,大规模新能源接入将全面深刻改变电力系统的动态特性。该文关注新能源装备接入所引发的电力系统暂态同步稳定问题,从装备和系统两个层面展开综述。在装备层面,从静态失稳和动态失稳两方面分析了新能源装备的暂态同步稳定性,总结了跟网型和构网型同步控制这两类策略的分析方法、失稳机理和致稳方法;在系统层面,讨论了不同发电组成的新能源电力系统中的多机动态交互现象和由此引发的同步失稳机理;最后,总结了现有研究的主要结论,针对在稳定性分类、分析方法、控制方法和系统层面的稳定性研究存在的不足,展望了新能源电力系统暂态同步稳定研究未来可能的发展方向。     

改进支持向量机的MMC-HVDC系统故障识别

柔性直流输电系统(MMC-HVDC)结构复杂,故障识别难度大。为快速识别系统故障,分析了交流侧单相接地、两相接地、直流线路接地等6种故障系统特征,提取了交直流电压、电流共计13个故障特征量,应用改进支持向量机(SVM)分别对MMC-HVDC系统进行故障训练分类,建立了系统故障识别模型。以某数百电平系统6种故障为例,验证了模型对6种故障识别的准确性和有效性。验证结果表明所提出的方法能够快速准确地识别系统各种单一故障,为系统调试和运行中的故障分析提供了有利的手段。     

单相接地故障下MMC入网电流耦合机理分析及小信号建模

电网侧发生单相接地故障会造成交流电压一定程度的跌落,此时可通过注入无功电流使模块化多电平换流器(MMC)系统实现故障下的低电压穿越。但接地阻抗会影响整个系统的拓扑结构,使各序网络之间相互耦合,因此对该条件下MMC系统的建模和稳定性进行分析至关重要。文中首先建立单相接地故障下MMC系统交流侧等效模型,并分析混合注入双序无功电流后的故障穿越过程。然后,基于MMC内部子模块电容电压和桥臂电流的动态特性建立MMC系统的小信号模型,并在分析系统失稳机理的基础上,利用根轨迹法分析阻抗参数和电流耦合对MMC系统小信号稳定性的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建21电平MMC仿真模型,仿真结果表明,电网阻抗减小或接地阻抗增大使得系统趋于不稳定,负序无功电流注入使得正序无功电流稳定区域增大。