高比例新能源依靠变流器等电力电子设备并网，削弱系统惯量特性的同时也丰富了系统惯量的来源。为明晰惯量评估在新型电力系统中的作用和潜力，评述了国内外电力电子并网装备等效惯量评估领域的研究进展，并提出探讨与展望。从能量来源的角度简要阐述等效惯量的内涵，根据功率扰动和频率量测2个要素，回顾惯量离线估计的研究...

  摘要

  提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法。首先，构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型，基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数，根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布；然后，基于电网可承受的最大风电波动对应...

  摘要

  随着新能源渗透率的逐步的提升，系统调频资源不足且分布不均特性明显，节点频率响应之间差异大。设备的调频控制设计不仅需要仔细考虑系统频率响应中的全局分量，也需要仔细考虑非全局分量。为此，提出兼顾频率多模态分量的虚拟同步机惯量与阻尼设计方法。首先，分析了虚拟惯量与阻尼控制对不同频率模态分量的影响；其次，利用调频统一...

  摘要

  构网型变流器并网系统在强弱电网下均存在稳定性问题，但这2类稳定性问题之间的联系并不清晰。为此，基于分岔理论揭示了这2类稳定性问题之间的非线性动力学关系和过渡过程的物理图像。首先是根据所建模型，对这2类稳定性问题的动力学响应进行分岔分析，得出系统在弱电网下会发生鞍结点分岔，在强电网下会依次发生霍普夫分岔...

  摘要

  风电并网所引起的次/超同步振荡研究多集中于小信号模型分析，较少考虑遭受大扰动后限幅等非线性影响。基于单边限幅的描述函数与广义Nyquist判据，对正阻尼直驱式永磁同步发电机(PMSG)限幅环节间歇饱和引起的切换型次/超同步振荡做多元化的分析。首先给出并网PMSG状态空间简化模型并分析其小干扰稳定性；其次发...

  摘要

  目前对集群风电场谐振的研究多集中于次同步与高频谐振问题，缺乏对含静止无功发生器(SVG)的集群风电场中频谐振机理的深入探索。针对空载线路投入导致的风电场区域系统中频谐振问题，根据谐波线性化理论，分别建立定功率因数控制与恒无功控制模式的SVG序阻抗模型以及直驱风机序阻抗模型。采用阻抗分析法，发现SVG...

  摘要

  对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性。针对2种同步机制下的双馈风电系统，基于数学方程分别得出相应的小扰动模型，进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究。在StarSim硬件在环(StarSim-HIL)半实物仿真平台上搭建相关模型，通过仿线...

  摘要

  当电网发生严重故障时，虚拟同步发电机(VSG)易发生功角失稳并导致故障电流越限，现有方法大多忽略功角失稳与故障过流之间的内在关联性而将二者单独处理，导致二者难以同时解决。为此，分析了VSG的暂态功角特性和故障电流特性，阐释了产生以上问题的原因及相互关系；基于相图理论分析了多影响因素下VSG的暂态功角...

  摘要

  电压源换流器(VSC)型高压直流输电系统接入，可能会导致交流系统暂态稳定特性发生明显的变化。因此，针对含跟网型VSC的交流系统开展暂态稳定解析分析。建立了故障前、故障期间和故障后系统的暂态稳定解析模型，并提出了一种基于离散积分的系统故障临界清除时间解析计算方式。基于解析模型，分析了故障期间VSC注入电流相位...

  摘要

  直驱风机网侧换流器可能因与弱电网动态交互引发系统失稳问题。为探究系统的交互机理，保证系统的稳定运行，首先对直驱风机并网模型进行了合理简化，建立了弱电网下直驱风机网侧换流器与电网交互的单输入单输出传递函数模型，并应用经典频域判据进行稳定性分析，探究电气与控制环节对于系统稳定性的影响。其次在分析锁相环导...

  摘要

  目前风电平抑控制策略大多单一地以储能备用来减小并网功率波动，未考虑电力系统内部多种备用资源的灵活性。引入辅助服务市场机制，提出了基于事件优化理论的“风-储-荷”联合单元日前最优平抑控制策略。根据事件优化理论中事件的基本概念，定义风电不确定事件，构建新的事件Q因子，以贪婪事件优化理论下的策略作为初...

  摘要

  风电机组参与一次调频缓解了传统同步机组的调频压力，但其调频性能受功率跟踪方法的影响，不利于系统频率稳定。为此提出了基于改进转子转速和桨距角协调控制的一次调频策略，在全风速范围内预留调频所需功率裕度，在系统频率波动时可提供快速且持久的有功支撑，实现对风电机组静调差系数的整定。对比分析不同减载控制策略...

  摘要

  针对双馈风电场经串联补偿线路送出引发的次同步振荡问题，提出了一种基于改进型线性自抗扰控制(LADRC)的静止同步补偿器(STATCOM)，实现对系统次同步振荡的抑制。LADRC设计时考虑延时因素，在控制计算中消除由信号测量、传输等延时导致的输入量之间时间轴上的不匹配。基于改进型LADRC设计了STA...

  摘要

  将虚拟同步运行的混合储能装置与同步发电机通过虚拟轴耦合，可实现暂态能量的高效传递，提高可再次生产的能源发电系统的暂态稳定性。建立了混合储能装置静态能量与同步发电机动能之间的转换关系。对混合储能装置中的虚拟惯量做多元化的分析，以获得同步运行能力。为了从同步发电机中传递更多的暂态能量，在混合储能装置中引入新的虚拟轴...

  摘要

  随着电力系统低碳化转型的进程加速，我国电网正向着以“高比例新能源”和“高比例电力电子设备”为特征的新型电力系统转型。新能源出力的波动和电力电子设备的大规模接入，既明显地增加了系统的不平衡功率冲击，又削弱了系统的频率支撑能力，给频率安全带来了严峻挑战。从频率安全的建模、分析和控制3个方面出发，首先介绍了...

  摘要

  为了明确电池储能规模化并网系统的潜在失稳风险，从交流、直流2个角度综述了电池储能并网导致的稳定性问题及机理，明确了电池储能与光伏、风机等新能源电力电子设备之间的差异性，指出了现有成果在应对电池储能规模化并网系统稳定性研究中的不足，得出如下结论：在稳定性研究中，电池储能常被简化为恒压、恒流、恒功率源/...

  摘要

  聚焦于单个弱连接电压源变流器(WG-VSC)系统在对称故障等大扰动下的锁相环同步暂态稳定性问题，梳理总结了其研究现状，包括暂态失稳现象、稳定机理、量化分析方法、稳定性提升控制措施等。实际运行控制中，从参数空间的角度分析以VSC注入有功/无功电流为参数空间的暂态稳定域更为直观，因此定义该暂态稳定域为电...

  摘要

  随着碳达峰、碳中和目标的持续推进，由火力发电主导的传统电力系统逐步转变为以新能源为主体的新型电力系统。然而，高比例新能源的接入不仅会改造传统机组的低频振荡特征，亦会引入“类机电振荡”。为深入综述该问题，从电力系统潮流、惯量和动态交互的角度，分析了新能源并网对低频振荡的本质影响因素。针对不同的低频振荡...

  摘要

  阻抗分析法在分析参数对稳定性的影响时存在离散化分析的局限，且难以量化对稳定性的影响程度。为此，提出了一种基于等效环路增益的三维伯德图距离系数的灵敏度分析方法，其具有定量、直观地研究新能源并网中参数连续变化对系统稳定性的影响规律的优势。该方法通过提取系统等效环路增益的三维伯德图距离系数，利用控制器参数...

  摘要

  由于构网型逆变器并网系统的混合同步控制(HSC)中直流电压控制、锁相环(PLL)、功率同步环(PSL)与电网阻抗间存在复杂交互，同步控制参数在不同电网强度下对并网系统小扰动稳定性的影响规律尚不清楚。针对该问题，首先建立了基于HSC的构网型逆变器并网系统状态空间模型，并基于根轨迹法分析了不同电网强度混...

  摘要

  新能源汇集系统交流短路故障后产生的非工频暂态过电压可能会引起新能源机组大规模脱网甚至损毁，这已成为制约新能源汇集系统送电极限的决定性因素。基于华北地区典型新能源汇集系统构建算例系统，分析短路故障下的暂态过电压形态特征，阐明易产生暂态过电压的系统参数条件，建立数学模型进行定量研究，利用RLC电路的全响应...

  摘要

  虚拟同步直驱风电场经功率同步环与模块化多电平换流器柔性直流(MMC-HVDC)输电互联，将存在低频振荡风险。考虑MMC-HVDC和直驱风机网侧换流器以及转子侧换流器内部的动态过程，首先建立虚拟同步直驱风电场经MMC-HVDC并网的小信号模型，并通过精细化电磁暂态仿真验证其准确性。随后，利用根轨迹方法...

  摘要

  针对大规模海上风电经柔直联网引起的受端电网惯量降低、频率调节能力变弱等问题，提出了海上风电与柔直主动支撑系统频率的协调控制策略。在惯量支撑方面，利用直流电容能量主动支撑系统惯量，并通过直流电压建立风机转速与频率的耦合关系，提出了基于差异化转子动能调节的风电场惯量支撑协调控制策略，以提升受端电网惯量水...

  摘要

  针对常规跟网型控制下柔性直流输电系统不具备电网频率支撑能力、弱电网运行能力差的问题，提出了一种柔性直流输电系统的双端构网型控制策略。利用直流电容的动力学特性，将柔性直流输电系统模拟为同步电动机-连轴-同步发电机运行，使其具备良好的弱电网运行能力与电网主动支撑能力。在此基础上，设计了柔性直流输电系统的...

  摘要

  针对大规模风电经电网换相型高压直流(LCC-HVDC)送出的送端电网所面临的严峻高频问题，充分挖掘风电潜在调频能力，提出一种风电与直流频率限制器(FLC)参与送端电网调频的协同控制策略。分析直流FLC参与送端电网调频的响应特性，刻画送端电网频率与风电机组功率的下垂关系，设计风电机组变转速与变桨距角相...

  摘要

  大规模风电接入高压直流送端系统将导致系统惯量降低，送端系统调频能力不够。为充分挖掘直流和风电协同调频的潜力，提高含风电高压直流送端系统的调频性能，提出一种基于频率轨迹规划的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略。分析了含风电高压直流送端系统的频率控制特性；考虑风电主动频率支撑和直流辅助频率控...

  摘要

  针对含混合多端直流输电(Hybrid-MTDC)的交直流系统静态电压稳定域(SVSR)构建难题，提出一种含Hybrid-MTDC的交直流系统静态电压稳定域边界(SVSRB)快速搜索的预测-校正方法。计及多类型换流站的控制策略切换特性和站间控制策略协同，构建含Hybrid-MTDC的交直流系统连续潮流...

  摘要

  基于电网换相换流器的高压直流系统是大型能源基地电力外送的重要技术方法，然而新能源渗透率的提高会降低送端电网的安全稳定性。为保证多直流送出电网的安全稳定运行，提出一种计及安全稳定约束的多直流送出电网可承受新能源极限渗透率估计方法。推导各类安全稳定约束的表达式，包括短路电流约束、多直流短路比约束以及频率...

  【征稿】“新型电力系统关键技术：高比例电力电子装备电力系统稳定性分析与控制”专题