面向新型电力系统稳定性提升的构网型装备设计与配置

面向新型电力系统稳定性提升的构网型装备设计与配置——从微观到宏观，从“自稳性

”到“致稳性”黄林彬浙江大学百人计划研究员同步发电机负荷频率同步同步发电机同步发电机负荷传统电力系统同步发电机传统电力系统的电压和频率动态特性由同步发电机主导大惯量转子的摇摆动态多机同步机理：耦合振荡子灼同步过程(Kuramoto

Model)[Dörflereta/2013]20.

研究背景风电场微电网

同步发电机HVDC海上风电场光伏电厂新型电力系统新型电力系统具有高比冽新能源与高比例电力电子装备，电力电子装备的动态特性对系统的稳定性有重要影响物理同步

P控制同步M系统动态特性发生显著变化!3电力电子装备没有大惯量的物理转子，其电压和频率的生成由控制算法决定[1

]

黄林彬，高比例电力电子装备电力系统的同步稳定分析与控制设计[D]

,

浙江大学，2020.0.

研究背景对电网强廈较为鲁棒(可同时适应强电网与弱电网)微观特性

抗扰性能

弱

特性眞赴

强(装备自身)

跟踪性能

强

弱主导稳定问题是"锁相环+弱电网"

的失稳模态外特性!4

最多呈现

"一维电压源"

特性可呈现“二维电压源"

特性致稳性x

一定程度上致稳低频模态可用吁镇定/致稳跟网型装备宏观特性可做

”间接"支撑，反应较慢支撑能力

(例如通过锁相环检测到的频率来修改有功参考信号)概念来源：[2]袁小明，程时杰，胡家兵，电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题I]

,

中国电机工程学报

，2016(3]艾力西尔亚亦买买提，辛焕海，黄林彬，付强鞠平，变流器跟网-构网-经济间的矛盾三角关系[],中国电机工程学报r2024.[4]

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2024.

5内在差涮

跟网型装备0.

两类主要的控制方式：跟网&构网构网型装备快速的"直接！支撑(内电势频率直接由有功生成)主导稳定问题是暂态失稳以及弱阻尼摇摆(从系统层面看装备对系统的作用)对电网强度不鲁棒(弱电网下易失稳)鲁棒性能自稳惮己11)构网型装备自身有什么稳定问题?

(自稳性

)2)如何通过控制设计提升构网型装备自身的稳定性?(自稳设计)3)构网型装备是否能提升电力系统的稳定性?

如何量化其效果?(致稳性)4)什么是

u一维电压源"

,什么是“二维电压源"

?

(外特性与致稳性)

5)构网型装备

"

自稳性”与"致稳性"

之间的关系是什么?微观层面宏观层面微观与宏观之间的联系0.将要探讨的问题6垦AC-Sided

RCDa丛

摇摆方程的控制实现软件Eį追!旦yįyģing局丝±必ġsR汩川ⅪTθAxj3

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b暂态失稳与低频振荡是同步发电机常见的稳定问题，构网型装备模拟同步发电机特性后，也会有类似的问题；并且这两类稳定问题会因为电力电子自身的特性而发生变化同步发电机暂态稳定低频振荡(低频段：0.1Hz～

2.5Hz)构网型电力电子装备电流限幅作用下的暂态稳定虚拟功角振荡(可能在低频段之外)1

.构网型装备的自稳性：暂态稳定&虚拟功角振荡7构网型装备

(变流器)

模拟了同步发电机特性

(摇摆方程),因此也继承了同步机的暂态稳定问题，并且该问题还会因为变流器的电流限幅而变得更为复杂如何刻画构网型变流器的大干扰同步特性?定义：变流器的