2024年含构网型与跟网型变换器的系统稳定性报告
报告主要研究了新型电力系统中构网型与跟网型变换器的稳定性,包括对偶规律、控制设计、应用拓展、系统稳定性分析和稳定性分析软件与数值计算等方面,具体内容如下:
研究背景
电力系统转型:传统电力系统以煤炭能源和同步电机为主体,新型电力系统则以高比例新能源和电力电子为特征,具有清洁低碳、智慧融合、柔性灵活和安全高效的特点。
稳定性问题:构建新型电力系统是国家战略需求,而稳定性是系统运行的基本前提。新型电力系统中设备属性与电网需求的匹配、逆变器与同步机的协调等问题,导致系统稳定性面临挑战。
主要内容
对偶规律
逆变器控制方式:跟网型逆变器采用电流控制或功率控制和锁相环,在弱网中可能不稳定;构网型逆变器采用电压控制和有功频率下垂/VSG,能构建电压和频率。
对偶控制架构:跟网型与构网型逆变器在控制架构上是对偶的,包括电压 - 电流、有功 - 无功、d轴 - q轴等。
失稳规律:跟网型逆变器在弱电网中,低电流环带宽和高锁相环带宽时易失稳;构网型逆变器在强电网中,低电压环带宽和高下垂控制带宽时易失稳。
展开剩余86%稳定控制设计
阻抗电路模型:变流器的控制可视为虚拟阻抗,每个控制参数对应一个虚拟阻抗电路元件。通过阻抗电路模型,可以直观地理解和设计构网型逆变器的控制参数。
控制参数功能:包括电流PI控制器、电压PI控制器、输出电压前馈、输出电流前馈、交叉耦合、Q - V下垂、P - w下垂等控制参数,它们分别具有不同的物理意义和作用。
应用拓展
多种应用场景:构网型技术可应用于储能、新能源、SVG、HVDC等领域,如构网型MPPT新能源可实现快速支撑电网电压和跟随电网频率变化,构网型HVDC可实现稳定控制。
拓展控制思路:构网型技术的拓展包括构建电压和构建频率、不同的控制方式组合等,以满足不同场景的需求。
系统稳定性分析
阻抗传递函数法:通过全系统阻抗模型,分析系统振荡的原因,进行阻抗参与因子分析,调节控制参数,提升电网小扰动动态稳定性。
同步转矩系数法:利用同步转矩系数法,建模分析设备特性,评估系统同步能力,辨识关键节点,提升大扰动暂态稳定性。
稳定性分析软件与数值计算
分析工具:使用Simplus Grid Tool等软件进行稳定性分析,该工具能自动生成潮流、线路和设备参数,进行动态分析和稳定性指标计算。
数值计算:包括状态空间和隐式状态空间模型,隐式状态空间可以实现阻抗建模方式,输入输出调换,提升数值计算与时域仿真的速度与精度。同时,坐标变换和离散化的方式也会影响计算精度。
免责声明:我们尊重知识产权、数据隐私,只做内容的收集、整理及分享,报告内容来源于网络,报告版权归原撰写发布机构所有,通过公开合法渠道获得,如涉及侵权,请及时联系我们删除,如对报告内容存疑,请与撰写、发布机构联系
发布于:广东省