并网换流器控制模式发展及弱电网稳定研究 被引量：12

1

作者 梁军 李传玥 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3703-3711,共9页

并网换流器逐步渗透电网,这将改变电网的能源结构并提升换流器在电网中的责任。该责任将需要并网换流器具备类似同步发电机的功能,由此促生了新的控制形态-构网控制。该文将详述目前构网换流器的发展现状及趋势,包括构网控制的定义、当... 并网换流器逐步渗透电网,这将改变电网的能源结构并提升换流器在电网中的责任。该责任将需要并网换流器具备类似同步发电机的功能,由此促生了新的控制形态-构网控制。该文将详述目前构网换流器的发展现状及趋势,包括构网控制的定义、当前不同的控制种类及形态、电网规范讨论、示范项目以及挑战,同时对比构网控制与传统跟网控制在小信号稳定性上的特点及区别。此外,随着更多远端清洁能源的连接,弱电网带来的稳定性问题已经引起广泛担忧。该文提出一种简便的跟网控制调参思路,以确保其能够额定运行于即使短路比(shortcircuitratio,SCR)=1的极端弱电网。由此揭示了弱电网中除构网换流器外,跟网换流器亦可发挥其作用。 展开更多

关键词 并网换流器 构网控制 跟网控制 弱电网稳定

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单相双级型光伏构网与跟网逆变器仿真设计 被引量：1

2

作者 冯文波 范铮 +2 位作者 伊比益 朱凯翔 郑太英 《电机技术》 2023年第3期23-27,46,共6页

光伏发电技术的快速发展,带来光伏系统仿真研究的需求。针对目前光伏系统缺乏构网型与跟网型控制的综合仿真研究,及对储能系统功率补偿的依赖程度较高的问题,建立了单相双级型光伏构网与跟网逆变器的仿真模型,设计了无储能的光伏系统控... 光伏发电技术的快速发展,带来光伏系统仿真研究的需求。针对目前光伏系统缺乏构网型与跟网型控制的综合仿真研究,及对储能系统功率补偿的依赖程度较高的问题,建立了单相双级型光伏构网与跟网逆变器的仿真模型,设计了无储能的光伏系统控制方法,并在结构一致性的基础上优化光伏系统控制结构。通过在MATLAB/Simulink软件中对所设计的光伏构网与跟网系统进行模拟仿真,验证了控制方法的有效性。 展开更多

关键词 单相双级型光伏系统 构网控制 跟网控制 逆变器设计

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构网型控制在提升高比例新能源并网系统振荡稳定性中的应用 被引量：17

3

作者 罗澍忻 韩应生 +4 位作者 余浩 孙海顺 刘瑞宽 陈鸿琳 左郑敏 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期39-48,共10页

为了研究能够支撑新能源系统稳定运行的构网型与跟网型机组间比例关系,首先以单风场并网系统为例,分析了跟网型和构网型机组的并网动态特性;然后从保持并网风场在低频和次同步频段内振荡稳定性的角度,提出了风场内配置构网型机组容量的... 为了研究能够支撑新能源系统稳定运行的构网型与跟网型机组间比例关系,首先以单风场并网系统为例,分析了跟网型和构网型机组的并网动态特性;然后从保持并网风场在低频和次同步频段内振荡稳定性的角度,提出了风场内配置构网型机组容量的计算原则;在此基础上基于三机九节点算例系统,探究了100%新能源构成系统稳定运行的可行性,研究了系统内构网型机组的比例和位置等因素对系统动态特性的影响。研究表明,在风场内配置少量构网型机组即可有效改善弱电网下风场的次同步振荡问题,场内构网型机组的配置容量主要受低频模态稳定性的约束;在100%新能源系统内,构网型控制对远端跟网型机组支撑不足导致的次同步振荡是决定构网型控制需求的关键约束。 展开更多

关键词 次同步振荡 低频振荡 构网型控制 跟网型控制 新能源系统

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微电网三电平储能变流器优化控制技术综述 被引量：7

4

作者 周京华 李津 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3137-3147,共11页

高比例新能源接入导致微电网惯量低、抗干扰能力弱、电压波动性强。储能变流器作为平抑新能源功率波动、支撑电网电压和频率稳定的重要设备,在微电网中的应用越来越广泛。针对微电网储能变流器控制优化技术的发展,文章首先在三电平储能... 高比例新能源接入导致微电网惯量低、抗干扰能力弱、电压波动性强。储能变流器作为平抑新能源功率波动、支撑电网电压和频率稳定的重要设备,在微电网中的应用越来越广泛。针对微电网储能变流器控制优化技术的发展,文章首先在三电平储能变流器拓扑方面,聚焦储能变流器自身非线性因素对输出波形的影响,归纳总结输出波形非线性的产生机理及优化策略;在此基础上,深入探讨弱电网下跟网型储能变流器的失稳机理,梳理增强稳定性的优化策略;同时,整理了构网型储能变流器的控制目标及架构,分析总结储能变流器的稳定性问题及控制优化策略;最后,对相关技术的优化方向进行了展望,为微电网三电平储能变流器优化控制提供参考借鉴。 展开更多

关键词 微电网 储能变流器 跟网型控制 构网型控制 优化控制 稳定性分析

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大容量高压级联储能系统分型融合控制方法 被引量：1

5

作者 谢小荣 刘树 +3 位作者 郑通 梅红明 于华龙 王一 《新型电力系统》 2024年第2期116-125,共10页

储能的规模化应用为可再生能源高占比的新型电力系统提供重要支撑。高压级联储能系统将电池布置于级联H桥模块直流侧,是提高储能设备单机容量的有效手段。储能变流器控制方式包括跟网型控制和构网型控制两类,其中跟网型控制功率响应快速... 储能的规模化应用为可再生能源高占比的新型电力系统提供重要支撑。高压级联储能系统将电池布置于级联H桥模块直流侧,是提高储能设备单机容量的有效手段。储能变流器控制方式包括跟网型控制和构网型控制两类,其中跟网型控制功率响应快速,但在弱网中易振荡失稳;构网型控制具有主动支撑能力,但存在强网适应性问题。该文提出了分型融合控制方法,实现了跟网特性与构网特性的柔性融合和灵活调节,提高了高压级联储能系统的电网强度适应性。通过仿真分析验证了所提控制方法的实用性与有效性。 展开更多

关键词 新型电力系统 高压级联储能 跟网型控制 构网型控制 分型融合

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高渗透率新能源发电并网变流器跟网/构网型稳定控制技术综述与展望

6

作者 李明 常永康 +4 位作者 毛永涛 刘恩俊 汪兴 张兴 耿华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4773-4788,共16页

随着以光伏和风电为代表的新能源渗透率不断提升,电网的特性愈发复杂,传统单一模式跟网型和构网型变流器无法完全满足电网的需求。因此,一方面,高渗透率条件下,局部电网的阻抗波动更加显著,电网表现出强弱交替变化的特点,现有并网变流... 随着以光伏和风电为代表的新能源渗透率不断提升,电网的特性愈发复杂,传统单一模式跟网型和构网型变流器无法完全满足电网的需求。因此,一方面,高渗透率条件下,局部电网的阻抗波动更加显著,电网表现出强弱交替变化的特点,现有并网变流器稳定控制应用存在局限性,如何将两种控制模式结合,使得变流器能够兼顾经济性和稳定性是研究热点;另一方面,现有并网变流器控制难以适应复杂电网特性的非线性变化。高渗透率条件下,受到新能源间歇性、电网故障导致设备/支路切除等因素的影响,电网结构/参数呈现非线性变化。为此,探索非线性控制在跟、构网变流器中的应用,使得变流器在复杂电网状况下能够具有更强的稳定性。综上,该文在构网型和跟网型单一控制的基础上,综述了几类结合跟、构网两种模式优点的控制方式,涉及单机双模式切换控制、单机双模式融合控制以及多机场站混合模式控制。然后,进一步阐述如何改进现有并网变流器控制,使其能够适应复杂电网特性的非线性变化。最后,对未来变流器控制技术进行了展望。 展开更多

关键词 高渗透率 新能源并网 电网阻抗 非线性控制 构网型控制 跟网型控制

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跟网型和构网型变流器动态交互特性分析

7

作者 阮亮 王杨 +3 位作者 肖先勇 王海风 徐群伟 贾楚蕴 《智慧电力》 北大核心 2024年第7期103-110,共8页

构网型和跟网型变流器2种控制模式具有显著差异,互联场景下系统的稳定机理尚未得到有效揭示。为此,分析了2种变流器内部控制回路的交互机理,旨在揭示互联系统的动态特性。首先,分析了变流器内部控制回路和外部阻抗特性的关系,将整体阻... 构网型和跟网型变流器2种控制模式具有显著差异,互联场景下系统的稳定机理尚未得到有效揭示。为此,分析了2种变流器内部控制回路的交互机理,旨在揭示互联系统的动态特性。首先,分析了变流器内部控制回路和外部阻抗特性的关系,将整体阻抗分解为环路的等效子阻抗。然后,通过灵敏度分析,定位了不同场景下影响系统稳定性的关键控制回路。基于主导回路分析,研究了关键控制回路间的交互机理。最后,通过时域仿真验证了结果的准确性。 展开更多

关键词 跟网型控制 构网型控制 互联系统 控制回路交互

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新能源并网换流器的自适应混合同步控制及其小信号稳定性分析

8

作者 龚凯 肖晃庆 +3 位作者 张展 何宏亮 黄莹 李岩 《浙江电力》 2024年第11期3-14,共12页

随着新能源发电装机容量的逐年增加,优化其换流器并网控制策略对于提升系统稳定性具有极为重要的作用。目前新能源并网换流器的控制策略主要有GFL(跟网型)和GFM(构网型)两种,其中GFL在弱电网下稳定性较差,GFM在强电网下易失稳。为此,首... 随着新能源发电装机容量的逐年增加,优化其换流器并网控制策略对于提升系统稳定性具有极为重要的作用。目前新能源并网换流器的控制策略主要有GFL(跟网型)和GFM(构网型)两种,其中GFL在弱电网下稳定性较差,GFM在强电网下易失稳。为此,首先提出一种含自适应系数的并网换流器混合同步控制结构,将GFL常用的锁相环与GFM常用的功率同步环结合,利用一个比例系数形成混合型同步控制环。随后建立了相应的小信号模型,在此基础上根据小信号稳定性分析结果提出了自适应参数取值方法。最后仿真验证了采用自适应混合同步控制的换流器并网系统在短路比为1的弱电网和短路比为30的强电网下都能保持良好的稳定性,为新能源并网换流器的稳定运行提供了一种新的、适用于不同电网条件的控制方案。 展开更多

关键词 跟网型控制 构网型控制 混合同步控制环 小信号稳定性 特征值分析

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功率与频率耦合下100%新能源电力系统的潮流分析模型

9

作者 徐鹏 郭新元 +3 位作者 赵伟 李佳朋 李付强 李宇骏 《智慧电力》 北大核心 2024年第12期73-79,87,共8页

随着新能源发电技术的逐步成熟,仅由换流器接口型电源支撑的100%新能源电力系统将成为能源绿色开发利用的重要电网形态。换流器接口型电源与同步发电机存在显著差异,使得传统潮流分析方法不适用于100%新能源电力系统。首先,基于跟网型... 随着新能源发电技术的逐步成熟,仅由换流器接口型电源支撑的100%新能源电力系统将成为能源绿色开发利用的重要电网形态。换流器接口型电源与同步发电机存在显著差异,使得传统潮流分析方法不适用于100%新能源电力系统。首先,基于跟网型和构网型换流器控制方程,推导了统一的换流器稳态模型用于100%新能源电力系统潮流计算。其次,通过联立换流器稳态方程与节点功率方程,建立了功率与频率耦合下100%新能源电力系统的潮流分析模型,其中稳态频率作为变量参与潮流迭代。最后,基于IEEE9和IEEE33节点系统的仿真分析验证了所提潮流分析模型的正确性。 展开更多

关键词 100%新能源电力系统 跟网型控制 构网型控制 潮流计算 稳态频率

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光储系统电网侧故障下VSC变流器的跟网-构网型控制方法 被引量：3

10

作者 马覃峰 安甦 +2 位作者 刘明顺 李铭 谢文譞 《广东电力》 2023年第12期47-56,共10页

在高渗透率的新能源并网系统中,由于光伏发电系统以及负荷的随机波动性,传统的跟网型控制在电网电压下降时往往难以提供足够的动态无功支撑,从而对系统的安全性和稳定性产生严重影响。为此,针对光储系统短路故障下电压源型变流器(voltag... 在高渗透率的新能源并网系统中,由于光伏发电系统以及负荷的随机波动性,传统的跟网型控制在电网电压下降时往往难以提供足够的动态无功支撑,从而对系统的安全性和稳定性产生严重影响。为此,针对光储系统短路故障下电压源型变流器(voltage source converter,VSC)跟网、构网及故障期间的电压支撑控制方法进行研究。首先,建立VSC跟网、构网型控制策略的数学模型,分析基于跟网、构网型控制策略的并网控制方法;其次,研究采用2种不同控制策略对公共连接点(point-of-common coupling,PCC)电压的影响,提出基于跟网构网型控制策略的系统控制方案,分析不同控制策略对PCC电压支撑作用的差异;再次,搭建计及光储接入的系统电磁暂态仿真模型,评估光伏逆变器和储能变流器采用3种不同控制方案对系统动态特性的影响;最后,对3种不同控制方案下,系统发生故障后PCC电压支撑程度进行分析,验证了所提出的基于储能变流器构网型及光伏逆变器跟网型一体化控制方法在故障期间具有更好的电压支撑能力。 展开更多

关键词 光储系统 构网型控制 跟网型控制 短路故障 电压支撑

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面向同步稳定性的电力电子并网变流器分析与控制研究综述

11

作者 黄萌 舒思睿 +2 位作者 李锡林 付熙坤 查晓明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期5978-5994,共17页

电力电子并网变流器是新能源并网的关键接口装备,系统的稳定运行受电力电子多时间尺度控制影响。控制主导下的电力电子并网变流器运行非线性强、耐受能力弱,给电力电子化电力系统同步稳定性带来挑战。该文首先对多时间尺度控制下的电力... 电力电子并网变流器是新能源并网的关键接口装备,系统的稳定运行受电力电子多时间尺度控制影响。控制主导下的电力电子并网变流器运行非线性强、耐受能力弱,给电力电子化电力系统同步稳定性带来挑战。该文首先对多时间尺度控制下的电力电子并网变流器同步稳定性研究进行梳理,分别综述同步控制时间尺度、多时间尺度交互、多机多时间尺度交互下并网系统的建模与稳定分析技术;然后,从同步性能的全局设计到分散实现视角,提出考虑资源和网络约束的新能源并网系统同步机制构建思路;最后,对电力电子化电力系统同步技术现状和发展进行了总结与展望。 展开更多

关键词 并网变流器 跟网型控制 构网型控制 同步稳定性 同步机制

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基于等效无功弹性的变换器电压支撑能力评估

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作者 郑晨灿 孙海斌 +1 位作者 王学斌 邹旭东 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期22-28,共7页

针对现有电压支撑能力评估方法鲜有关注变换器控制动态和无功扰动期间电压变化速率,难以准确评估不同控制方式下变换器的电压支撑能力及其在快速扰动场景下的适用性,提出了一种基于等效无功弹性的变换器电压支撑能力评估方法.首先计及... 针对现有电压支撑能力评估方法鲜有关注变换器控制动态和无功扰动期间电压变化速率,难以准确评估不同控制方式下变换器的电压支撑能力及其在快速扰动场景下的适用性,提出了一种基于等效无功弹性的变换器电压支撑能力评估方法.首先计及变换器控制策略,分别构建典型构网型和跟网型变换器的幅值运动方程.然后,基于幅值运动方程,提取了与电压变化速率关联的等效无功弹性JQ作为电压支撑能力的评估指标;通过分析JQ的幅频特性,对比评估了两类变换器在无功快速波动下的电压支撑能力及相关差异.最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了分析的准确性. 展开更多

关键词 并网变换器 跟网型控制 构网型控制 电压支撑能力 幅值运动方程 等效无功弹性

原文传递

新能源经柔性直流孤岛送出系统小信号同步稳定机理

13

作者 吴应双 杨子千 +3 位作者 刘明顺 张野 王寅 唐王倩云 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期3-10,26,共9页

为满足绿色低碳发展的需要,我国正大力推进大规模新能源基地的开发,大规模新能源经柔性直流孤岛送出系统受到越来越多的关注。该系统中新能源设备通常采用常见的跟网型控制,为支撑系统稳定运行,柔性直流设备需采用构网型控制。然而目前... 为满足绿色低碳发展的需要,我国正大力推进大规模新能源基地的开发,大规模新能源经柔性直流孤岛送出系统受到越来越多的关注。该系统中新能源设备通常采用常见的跟网型控制,为支撑系统稳定运行,柔性直流设备需采用构网型控制。然而目前对于这样一个高比例甚至100%电力电子系统的同步稳定机理尚不完善。针对锁相环和虚拟同步环在系统同步过程中的作用,建立了跟网型新能源和构网型柔性直流设备的同步模型。然后分析了系统小信号稳定性,推导出系统保证稳定的运行区域,分别针对新能源和柔性直流设备提出了存在失稳风险的运行状态。最后在PSCAD仿真中验证所提结论。 展开更多

关键词 新能源发电 柔性直流输电 跟网型控制 构网型控制 小信号同步稳定分析

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基于TCN的跟网/构网混合型新能源场站并网系统小干扰稳定性快速评估

14

作者 林涛 林政阳 +1 位作者 李晨 李君 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期169-177,共9页

为支撑跟网/构网混合型新能源场站中机组控制方式快速切换,实现可适应电网强度变化的新能源场站安全稳定运行,提出基于时间卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)的跟网/构网混合型新能源场站并网系统小干扰稳定性快速评估... 为支撑跟网/构网混合型新能源场站中机组控制方式快速切换,实现可适应电网强度变化的新能源场站安全稳定运行,提出基于时间卷积神经网络(temporal convolutional network,TCN)的跟网/构网混合型新能源场站并网系统小干扰稳定性快速评估方法。首先,构建跟网/构网混合型新能源场站聚合阻抗模型,通过特征值计算得到并网系统小干扰稳定裕度。然后,以并网系统短路比和新能源场站跟网/构网控制方式信息作为输入特征,以并网系统小干扰稳定裕度和阻尼比作为输出特征,训练TCN得到混合型新能源场站并网系统小干扰稳定性快速评估模型。经过训练的模型可根据短路比和跟网/构网混合型新能源场站中各机组的控制方式快速输出对应的小干扰稳定裕度和阻尼比。最后,以一个含10台风电机组的新能源场站为对象进行算例分析。结果表明:所提TCN方法相比于长短期记忆神经网络方法,在小干扰稳定裕度和阻尼比预测上的平均绝对百分比误差分别降低16.76%、14.75%;所提方法的计算耗时相对于特征值计算方法降低98.54%,从而验证所提小干扰稳定性快速评估方法的准确性与时效性。 展开更多

关键词 新能源场站 跟网型控制 构网型控制 小干扰稳定 时间卷积神经网络

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考虑不同控制模式的柔直换流站频率控制方法对比研究 被引量：3

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作者 魏力超 王晨轩 +1 位作者 章泽磊 汪震 《能源工程》 2022年第6期67-74,共8页

随着电力电子设备在电力系统中的不断渗透,基于电压源型变流器的柔性直流输电技术得到了广泛应用。目前柔性直流输电系统中换流站大多采用跟网型控制,与弱电网连接时可能导致频率稳定性问题。在跟网型控制的基础上提出了组网型虚拟同步... 随着电力电子设备在电力系统中的不断渗透,基于电压源型变流器的柔性直流输电技术得到了广泛应用。目前柔性直流输电系统中换流站大多采用跟网型控制,与弱电网连接时可能导致频率稳定性问题。在跟网型控制的基础上提出了组网型虚拟同步机控制,该控制策略可以改善换流站在弱电网条件下的动态性能和频率支撑能力,提高系统稳定性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了三端柔性直流输电系统的仿真模型,对比分析了两种控制策略的控制特点和性能。 展开更多

关键词 电压源型变流器 柔性直流输电 跟网型控制 组网型控制 频率稳定 虚拟同步发电机

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