基于盖尔原理的逆变器并网系统稳定性判据.pdfVIP

第46 卷 第21 期 2022 年11 月10 日 Vol.46No.21 Nov.10，2022 DOI：10.7500/AEPS20210615003 基于盖尔原理的逆变器并网系统稳定性判据 1 1 1，2 徐衍会 ，高天初 ，滕先浩 （1. 华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 102206； 2. 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，辽宁省大连市 116000） 摘要：新能源电力系统中的电力电子设备与电网之间参数不匹配引起的次同步振荡问题日益突 出。为了防控次同步振荡，迫切需要快速准确地构建控制器参数稳定域，为次同步振荡在线分析和 预警提供支撑。文中提出了一种快速低保守性的稳定性判据。首先，在盖尔原理的基础上，利用2个 形式不同的系统回率矩阵具有相同特征值的性质来提高对特征值估计的准确性。然后，采用缩小 禁区范围并根据概率论原理推导出4个稳定性指标作为判据，降低了稳定性判断的保守性，从而显 著提升了稳定性判断的准确度。与广义奈奎斯特稳定性判据相比，所提稳定性判据不需要逐点采 样计算特征值，大大提高了计算速度。直驱风电场并网系统仿真算例表明，所提稳定性判据的计算 速度快、准确度高。 关键词：直驱风电场；稳定域；盖尔原理；稳定性判据 0 引言 二次侧变换器及分布式能源逆变器的阻抗模型。文 献［8］建立了锁相环、电流调节器等控制环节影响的 近年来，风电发展迅猛。风机通过电力电子逆 阻抗分析模型，提出了多组逆变器并联接入弱电网 变器接入电网，逆变器与电网的相互作用可能引发 的阻抗稳定性判据。文献［9］利用逆变器时间尺度 次同步振荡（subsynchronousoscillation，SSO），危及 自然分离的特性提出了一种基于时间常数的模型降 电网的安全稳定运行，该类振荡主要与电力电子换 ［1］ 阶方法。文献[10]提出一种基于阻抗测量的多逆变 流器相关 。 器系统稳定性校验方法，用于多个逆变器接入电网 阻抗分析法是分析逆变器并网系统稳定性问题 前的稳定性校验。以上研究基于阻抗分析方法分析 ［2］ 的重要方法 ，它可以分析电力系统元件的阻抗-频 了控制环节对系统稳定性的影响，但对于逆变器参 率特性，具有明确的物理含义，适用于电力电子设备 数是否影响系统稳定性仍需要继续研究。 ［3］ 的谐波稳定性分析 。文献［4］将系统建模为源子 三相并网逆变器是一种多输入多输出系统，可 系统和负载子系统，建立了逆变器的导纳模型，基于 以通过稳定性判据计算特征值来判定系统稳定性。 广义奈奎斯特稳定性判据 （generalized Nyquist 当系统规模增大时，GNSC这类方法需要逐点采样 stabilitycriterion，GNSC）分析了逆变器并网系统的 ［11］ 计算特征值，分析时间较长 ，不利