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采用阻抗分析方法的并网逆变器稳定性研究综述 被引量:139
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作者 陈新 王赟程 +4 位作者 龚春英 孙建 何国庆 李光辉 汪海蛟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期2082-2094,共13页
阻抗分析方法目前已成为研究并网逆变器与电网交互系统稳定性的重要手段,因此该文基于此方法对并网逆变器阻抗建模、稳定性分析及阻抗塑造进行综述。首先,对比了状态空间方法和阻抗分析方法,研究表明阻抗分析方法可以有效简化系统稳定... 阻抗分析方法目前已成为研究并网逆变器与电网交互系统稳定性的重要手段,因此该文基于此方法对并网逆变器阻抗建模、稳定性分析及阻抗塑造进行综述。首先,对比了状态空间方法和阻抗分析方法,研究表明阻抗分析方法可以有效简化系统稳定性分析。其次,研究了dq轴线性化和谐波线性化的阻抗建模和分析方法,对比了这两种方法的阻抗模型、应用特点和测量方法,为阻抗研究方案选择提供依据。然后,介绍了阻抗稳定性理论基础,讨论了三相并网逆变器的阻抗稳定性分析方法,为阻抗稳定性判据应用提供理论基础。最后,归纳了阻抗塑造方法,分类讨论了阻抗参数优化、结构重塑和系统级控制方法,为提高交互系统稳定性提供参考指导。 展开更多
关键词 并网逆变器 阻抗分析方法 阻抗建模 阻抗稳定性判据 阻抗塑造
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交直流微电网中变换器级联系统稳定性分析与协同控制 被引量:32
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作者 黄旭程 何志兴 +5 位作者 伍文华 陈智勇 魏新伟 周乐明 杨苓 罗安 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1432-1443,共12页
交直流微电网将成为未来配用电系统的重要组成形式,受到广泛的关注。但其中的恒功率负载具有负阻抗特性,容易引发母线电压振荡,不利于系统稳定运行。该文以控制母线电压的源变换器双向DC/DC和控制功率的负载变换器双向DC/AC为研究对象,... 交直流微电网将成为未来配用电系统的重要组成形式,受到广泛的关注。但其中的恒功率负载具有负阻抗特性,容易引发母线电压振荡,不利于系统稳定运行。该文以控制母线电压的源变换器双向DC/DC和控制功率的负载变换器双向DC/AC为研究对象,建立直流变换器级联系统的等效阻抗模型,并进行稳定性分析。研究表明,LC滤波器会增大系统低频段输出阻抗,造成直流母线电压出现输出阻抗峰值频率附近的振荡。对此,该文提出一种协同控制方法,引入电压和功率协同控制,同时调整源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗,从而减少级联系统输出阻抗的幅值并增加输入阻抗的相位,扩大系统的稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证该文的分析和所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 双向DC/AC变换器 阻抗稳定性判据 LC滤波器 协同控制
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DC/AC并网变流器系统功率双向流动下稳定性差异分析与功率补偿控制 被引量:3
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作者 田艳军 彭飞 +1 位作者 王毅 李赢正 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3303-3314,共12页
功率控制下并网变流器系统在面临功率双向流动时,若不切换变流器控制策略,则系统稳定性在正向功率与反向功率之间会存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异容易引发系统振荡,不利于系统稳定运行。该文首先分别研究了功率... 功率控制下并网变流器系统在面临功率双向流动时,若不切换变流器控制策略,则系统稳定性在正向功率与反向功率之间会存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异容易引发系统振荡,不利于系统稳定运行。该文首先分别研究了功率传输方向和大小2个因素对采用传统功率控制和电流控制的并网系统稳定性的影响。研究表明,功率控制下功率反向流动时,变流器输入阻抗具有负阻抗特性,随着传输功率的增加,并网系统稳定性下降甚至失稳;电流控制相较于功率控制存在一定的优越性,但仍存在因阻抗呈容性而造成系统阻尼较小的问题。针对采用上述2种传统控制时并网系统存在的稳定性问题,提出了一种功率方向变化时无需切换的功率补偿控制策略,将提取得到的交流电压扰动分量通过补偿控制器后对有功功率进行修正,使得变流器交流侧阻抗在功率双向流动下均呈正阻抗特性,从而增强系统的阻尼。研究表明,所提控制策略能扩大系统的稳定裕度,提升系统的稳定性和功率传输能力,同时兼顾动态特性。最后通过仿真和实验验证了理论分析和所提出控制策略的有效性。 展开更多
关键词 并网变流器 小信号建模 阻抗稳定性判据 功率控制 电流控制 补偿控制
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混合动力系统稳定性研究
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作者 王海腾 王运达 于薇薇 《电子设计工程》 2019年第1期111-115,122,共6页
采用Buck/Boost电路作为双向DC/DC变换器的基本拓扑,基于平均变量法建立双向DC/DC变换器的等效模型,求解推导双闭环控制策略下DC/DC变换器的闭环阻抗。绘出列车正常运行时在不同速度下的闭环阻抗波特图及阻抗比奈奎斯特曲线图,根据级联... 采用Buck/Boost电路作为双向DC/DC变换器的基本拓扑,基于平均变量法建立双向DC/DC变换器的等效模型,求解推导双闭环控制策略下DC/DC变换器的闭环阻抗。绘出列车正常运行时在不同速度下的闭环阻抗波特图及阻抗比奈奎斯特曲线图,根据级联系统的阻抗稳定性判据,分析各速度下系统稳定性,并搭建仿真模型进行验证。分析了Boost电路中电感、电容参数值对系统稳定性的影响,以此为依据提出引入虚拟电容提高系统稳定性的改进方案,并根据稳定性判据及仿真结果验证了改进方案的有效性。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 平均变量法 级联系统稳定性 阻抗稳定性判据
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海岛VSC-HVDC输电系统直流阻抗建模、振荡分析与抑制方法 被引量:34
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作者 伍文华 陈燕东 +4 位作者 罗安 周乐明 周小平 杨苓 黄旭程 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期4359-4368,共10页
在向海岛无源网络供电的VSC-HVDC输电系统中,由于逆变站的恒功率特性,以及整流站与逆变站间直流侧阻抗交互的影响,易使VSC-HVDC输电系统的直流侧发生振荡甚至失稳。对此,该文针对整流站提出了一种虚拟阻感性阻抗稳定性控制方法,能有效抑... 在向海岛无源网络供电的VSC-HVDC输电系统中,由于逆变站的恒功率特性,以及整流站与逆变站间直流侧阻抗交互的影响,易使VSC-HVDC输电系统的直流侧发生振荡甚至失稳。对此,该文针对整流站提出了一种虚拟阻感性阻抗稳定性控制方法,能有效抑制VSC-HVDC输电系统的直流侧振荡,且不影响逆变站向海岛负荷供电的动态性能。基于所提控制方法,建立了海岛VSC-HVDC输电系统的小信号直流阻抗模型,其包括整流站输出阻抗模型、直流电缆阻抗模型和逆变站的输入阻抗模型。根据Nyquist判据和伯德图揭示了整流站采用传统虚拟电阻稳定性控制在抑制VSC-HVDC输电系统直流侧振荡失效的根本原因:即整流站的等效输出阻抗在电压控制带宽外恶化成负阻性,削弱了系统阻尼。所提振荡抑制方法通过阻感性阻抗的相角超前特性能校正整流站的等效输出阻抗为正阻性,可有效改善系统的稳定性。最后,仿真和实验验证了该文的分析和所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 虚拟阻感性阻抗 阻抗稳定性判据 VSC-HVDC输电系统 直流阻抗建模 振荡抑制
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提高LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的阻抗调节方法 被引量:24
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作者 滕宇 王学华 +2 位作者 余辉 尹球洋 阮新波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期197-204,共8页
电容电流反馈有源阻尼是解决LCL型并网逆变器谐振影响的有效途径。然而,当逆变器采用数字控制时,数字控制引入的控制延时会影响电容电流反馈的阻尼效果,导致并网逆变器对电网阻抗的鲁棒性变差。该文提出一种在公共耦合点并联RC支路的电... 电容电流反馈有源阻尼是解决LCL型并网逆变器谐振影响的有效途径。然而,当逆变器采用数字控制时,数字控制引入的控制延时会影响电容电流反馈的阻尼效果,导致并网逆变器对电网阻抗的鲁棒性变差。该文提出一种在公共耦合点并联RC支路的电网阻抗调节方法,使调整后的电网阻抗与并网逆变器的输出阻抗始终满足基于阻抗的稳定性判据。所提出的电网阻抗调节方法能够确保并网逆变器适应电网阻抗宽范围变化,且具有实现简单、可靠性高、成本低、引入的损耗小等优点。最后,在一台6 k W的实验样机上做了实验验证,实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 有源阻尼 基于阻抗稳定性判据 鲁棒性 电网阻抗调节
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基于阻抗分析的铁路车网耦合系统低频振荡研究 被引量:2
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作者 陶艳 《机车电传动》 北大核心 2017年第6期64-68,共5页
针对国内电气化铁路频繁发生低频振荡现象并造成机车牵引闭锁、供电系统保护跳闸等事故,围绕机车—供电网(车网)低频振荡的产生机理、影响因素进行理论与仿真分析,推导得到了车网阻抗模型。采用阻抗比稳定性判据,分析了机车数量、供电... 针对国内电气化铁路频繁发生低频振荡现象并造成机车牵引闭锁、供电系统保护跳闸等事故,围绕机车—供电网(车网)低频振荡的产生机理、影响因素进行理论与仿真分析,推导得到了车网阻抗模型。采用阻抗比稳定性判据,分析了机车数量、供电网等效阻抗和机车整流器控制参数等对车网系统低频振荡现象的影响规律。利用详细的车网时域仿真模型,验证了频域阻抗模型分析所得结论,为更好地抑制车网系统低频振荡现象提供了参考依据。 展开更多
关键词 车网系统 低频振荡 阻抗模型 阻抗稳定性判据
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弱电网下并网逆变器的相位裕度补偿方法 被引量:4
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作者 李建文 曹久辉 +2 位作者 焦衡 阮筱菲 孙伟 《电力科学与工程》 2018年第11期8-13,共6页
光伏并网逆变器与弱电网连接时,较高的电网阻抗使逆变器稳定裕度下降,易引发并网电流谐波谐振,影响逆变器的安全运行。本文建立了三相LCL型并网逆变器模型,利用阻抗稳定判据分析了电网阻抗对系统稳定性的影响。为增强逆变器在电网阻抗... 光伏并网逆变器与弱电网连接时,较高的电网阻抗使逆变器稳定裕度下降,易引发并网电流谐波谐振,影响逆变器的安全运行。本文建立了三相LCL型并网逆变器模型,利用阻抗稳定判据分析了电网阻抗对系统稳定性的影响。为增强逆变器在电网阻抗变化过程中的鲁棒性,提出一种基于超前校正的相位裕度补偿方法,采用串联方式补偿逆变器相位,使超前校正的最大补偿相角处频率始终等于阻抗交截频率,保证逆变器具有足够的相位裕度。给出了超前环节的设计过程和电网阻抗增大时灵活设定补偿环节参数的方法,提升了系统稳定性与鲁棒性。仿真结果验证了控制策略的有效性。 展开更多
关键词 光伏并网逆变器 弱电网 阻抗稳定性判据 稳定性
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下垂控制微电网的无功补偿失稳机理及抑制对策 被引量:3
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作者 施云杰 冯夏云 +2 位作者 汪飞 张笠君 李玉菲 《电气工程学报》 2020年第1期29-35,共7页
出于线路经济运行与传输损耗的要求,就孤岛微电网的无功补偿,研究了基于下垂控制的孤岛微电网采用无功补偿电容器进行无功补偿时的谐振问题。首先,采用小信号分析法建立了下垂控制逆变器输出阻抗模型,揭示了下垂功率控制环(主要是Q-U控... 出于线路经济运行与传输损耗的要求,就孤岛微电网的无功补偿,研究了基于下垂控制的孤岛微电网采用无功补偿电容器进行无功补偿时的谐振问题。首先,采用小信号分析法建立了下垂控制逆变器输出阻抗模型,揭示了下垂功率控制环(主要是Q-U控制参数)仅影响逆变器低频段输出阻抗。然后,基于阻抗的稳定性判据分析了采用电容器进行无功补偿时的孤岛微电网稳定性问题。研究表明,采用电容器进行无功补偿时,将使系统失稳。最后提出在电流内环中引入电容电流反馈控制,实现输出阻抗重塑,抑制谐振,并设计了一台3kW变换器,验证了所建输出阻抗模型及谐振抑制方法的正确性。 展开更多
关键词 电容器无功补偿 下垂控制 孤岛微电网 阻抗稳定性判据 谐振抑制
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