新能源储能动态性能既要又要还要的困境：跟网

新能源/储能动态性能既要又要还要的困境——跟网-构网-成本的矛盾三角目

录弱电网下变流器的控制性能问题二变流器控制性能极限的影响因素三

变流器性能极限的几个矛盾关系四

结论与展望洲归

大学

电气工程学院LfGE

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INŧ曰刚)MG

,乙HĖJıANGUN入八千巧1隋丫■随着双碳战略的实施，风光等新能源装机容量逐渐增大、占比逐渐提高，电力电子化趋势显著,电力系统稳定运行面临越来越大的挑战，振荡、过电压等问题一直很难解决。波及100万用户，造成重大社会影响与经济损失!全年弃风弃光超40亿干瓦时(约6000万人1个月用电量)大直流密集馈入，华

东电网直流达最大负

荷的40%变频负荷，

未来将有90%的电

力需

要经过变换后使用新能源占比高引发的安全稳定事故后果切除风电百余次，引发大型特高压直流停运风险!1

.1

新型电力系统发展形态电源

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90%事件新疆哈密次同步振荡风光等新能源大量替代火电。西北装机占比超过30%青海新能源送出受限英国89大停电—

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1.2Time

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)4■电网的(广义)短路比/电压支撑强度/电压灵敏度变差的趋势凸显，多变流器间的多时间尺度耦合厉害，受制于跟网型控制的工作原理，大规模的新能源引发了振荡、过电压等安全稳定问题。转子转速控制尺度QPLLS≥WM交流电流控制尺度直流电压控制尺度U1

.2低短路比弱电网下的失稳问题接入容量大，电气距离远多时间尺度控制主导低短路比弱电网—

4

—■

电网短路比SCR:电网强度指标，描述电网特性，反映电网电压对设备接入的敏感程度■

设备临界短路比：设备耐受指标，临界时电网的短路比，设备对电压灵敏度的耐受能力系统闭环特征方程与SCR的显函数关系Sc况

²

+a(s)SCR

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(SCR)其中，短路比判据SCR>CS℃R短路比小，电压很敏感，稳定裕度低、抗扰性差1

.2电网短路比：跟网型新能源接入的关键因素以设备容量为基值的导纳标幺值及灵敏度单机系统短路比设备临界短路比CSCR典型值1

.3~2.2,

工程上CSCR≈1

.5新能源Z电网-⊙—

5

—■

短路比是核心指标：GB38755-2019《电力系统安全稳定导则》、CIGRE、

IEC、AEMO以及IEEE等组织均对短路比和系统强度制定技术规范。送受端系统的直流短路比、多馈入直流短蹬比以及新能源场站短路比应达到合理的水平。1

.2电网短路比：跟网型新能源接入的关键因素中

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8—良S甘NIEC

62934它021??ď?■跟网型控制(grid-foll心wing

,GFL)

:基于PLL同步的功率控制，具有类电流源外特性PV节点]k干MGΓM拎制控制输出端口电压，电压源特性PQ节点G刊:控制控制输出无功功率，电流源特性VʼnbcPW川θdqGFM控制Vʼn

h！凹yθd女GFL控制1

.3变流器并网的典型控制结构■构网型控制(grid-forming

,GFM)

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