孟志偉, 侯玉強(qiáng),2,3,4, 方勇杰,3,4, 朱 玲,2, 楊海洋

(1. 南瑞集團(tuán)(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院)有限公司, 江蘇省南京市 211106; 2. 國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省南京市 211106; 3. 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院, 北京市 102206; 4. 智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國家重點實驗室, 江蘇省南京市 211106)

0 引言

隨著全球范圍內(nèi)能源危機(jī)與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,新能源的發(fā)展得到了越來越多的重視,其在電網(wǎng)中的占比日益提高,并逐步進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段[1]。為解決新能源機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量小,缺乏相關(guān)頻率調(diào)節(jié)功能的問題,文獻(xiàn)[2]提出了虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual synchronous generator,VSG)的概念。VSG將傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程與電力電子的控制結(jié)合起來,通過給系統(tǒng)增加虛擬慣量和阻尼來改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。這一方法有效增強(qiáng)了電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力與抗擾動能力,但是考慮到VSG與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)并不等價,其對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性會帶來更加復(fù)雜的影響。

目前,VSG穩(wěn)定性的研究主要集中在小干擾穩(wěn)定性方面,文獻(xiàn)[4]給出了VSG小干擾穩(wěn)定性模型,并分析了小干擾情況下,控制參數(shù)對發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性的影響;文獻(xiàn)[5]從狀態(tài)方程的角度比較了VSG控制與下垂控制技術(shù)的穩(wěn)定情況; 文獻(xiàn)[6]詳細(xì)考慮了VSG濾波電感的暫態(tài)過程,指出其存在同步頻率諧振現(xiàn)象。在大干擾穩(wěn)定性研究方面,文獻(xiàn)[7-8]給出了通過改變轉(zhuǎn)動慣量,增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法;文獻(xiàn)[9]指出下垂控制逆變器穩(wěn)定性會受到逆變器電流限幅的影響,并給出在電流限幅影響下逆變器功角與逆變器輸出電磁功率之間的關(guān)系。但是目前研究很少涉及VSG穩(wěn)定性問題的定量分析,也幾乎沒有考慮大擾動情況下VSG阻尼系數(shù)D的影響,因此對VSG動態(tài)穩(wěn)定過程的分析并不準(zhǔn)確。

本文考慮VSG的實際運(yùn)行特點,對VSG在大擾動下的功角穩(wěn)定性開展研究。首先,給出VSG的一般結(jié)構(gòu),并分析其與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)阻尼系數(shù)D及功角特性曲線之間的差異。其次,基于擴(kuò)展等面積準(zhǔn)則(EEAC)法,研究VSG-無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。最后,提出了運(yùn)用EEAC法判定VSG系統(tǒng)失穩(wěn)情況的改進(jìn)方法。

1 VSG基本結(jié)構(gòu)

VSG有多種不同的實現(xiàn)方式,根據(jù)控制算法的不同,VSG分為電流控制型VSG策略和電壓控制型的VSG策略[10]。對電網(wǎng)而言,前者可以等效為一個受控電流源,后者可以等效為一個受控電壓源。從有功功率—頻率控制器和無功功率—勵磁控制器的角度來看,可以分為功率解耦控制的VSG和模擬同步發(fā)電機(jī)電磁方程的同步逆變器[11]?？傮w來說,VSG主要由能量儲存單元、逆變裝置及相應(yīng)的VSG控制算法組成[12]。將測量的電網(wǎng)側(cè)電壓、頻率、儲能裝置的充電狀態(tài)信號傳送到控制裝置中,進(jìn)而對逆變器的一側(cè)采用VSG控制策略來使得發(fā)電系統(tǒng)具有類似同步發(fā)電機(jī)的控制性能,具體組成框圖見附錄A圖A1。

VSG控制的核心環(huán)節(jié)在于有功功率—頻率控制模塊及無功功率—電壓控制模塊的實現(xiàn)[13]。本文采用有功功率—無功功率解耦控制的電壓源型VSG的實現(xiàn)方案,式(1)具體給出了有功功率—頻率控制和無功功率—電壓控制器的相關(guān)方程。

(1)

式中:J為VSG轉(zhuǎn)動慣量;Pm為VSG指定機(jī)械功率;Pe為VSG的電磁功率;D為VSG阻尼系數(shù);ω為VSG的旋轉(zhuǎn)角速度;ωg為電網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)角速度;V為VSG的內(nèi)電動勢;Vref為VSG的參考電壓;KQ為VSG調(diào)壓系數(shù);Qref為VSG的參考無功功率;Q為VSG的無功功率。

2 影響VSG與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性差異的主要因素

在大擾動情況下,同步發(fā)電機(jī)的功角會發(fā)生不同程度的擺動,甚至出現(xiàn)功角穩(wěn)定性問題。對于VSG而言,由于其模擬同步發(fā)電機(jī)的外特性,特別是模擬了同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程,因此其具有與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)相類似的穩(wěn)定機(jī)理。為方便分析VSG在大擾動下的穩(wěn)定性問題,借鑒同步發(fā)電機(jī)功角概念[14],認(rèn)為VSG虛擬功角為d-q變換下d軸相對于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(x-y坐標(biāo)系)實軸x軸的角位移δ,同步發(fā)電機(jī)和VSG的功角相量圖詳見附錄A圖A2。

VSG與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性分析的不同點主要有兩點:①VSG逆變器會受到電流飽和效應(yīng)的影響,其電磁功率—功角曲線會發(fā)生非飽和向飽和過程的轉(zhuǎn)變;②VSG阻尼系數(shù)D通常較大,應(yīng)當(dāng)計及其對暫態(tài)功角的影響,因此VSG的穩(wěn)定性分析更加復(fù)雜。

2.1 功角特性的差異

在非飽和情況下,VSG可以等效為電壓源,功角位于非飽和曲線上;而在飽和情形下,其可以等效為電流源,功角位于飽和曲線上,因此VSG功角曲線將具有式(2)所示的形式,相應(yīng)的電磁功率—功角曲線圖如圖1所示[9]。

(2)

式中:P為VSG的有功功率;U為VSG的機(jī)端電壓;Imax為限流電流幅值;γ為參考電流Imax與d軸之間的夾角;δ1和δ2為分別位于非飽和曲線和飽和曲線對應(yīng)的虛擬功角。

圖1 VSG電磁功率-功角曲線圖Fig.1 Electromagnetic power-power angle curve of VSG

2.2 阻尼系數(shù)D的差異[4]

假定VSG底層控制環(huán)響應(yīng)速度足夠快,在傳遞函數(shù)中不計其影響。而正常工作狀況下,VSG運(yùn)行時的虛擬功角δ′取值較小,電磁功率Pe近似滿足:

(3)

式中:X為VSG的電抗。

可得到VSG近似的二階轉(zhuǎn)動方程為:

(4)

對式(4)運(yùn)用拉氏變換得到其傳遞函數(shù)為:

(5)

為了讓二階系統(tǒng)取得理想的控制性能,通常選取ξ≈0.707,在此狀況下VSG阻尼系數(shù)與慣量滿足關(guān)系:

(6)

對于VSG而言,X通常很小,使得阻尼系數(shù)D取值較大,其與慣量之比的范圍為10～100[15]。VSG設(shè)置強(qiáng)阻尼的另一個目的是改善VSG濾波電感的暫態(tài)響應(yīng)過程引入的負(fù)阻尼效應(yīng)[6]。但對于同步發(fā)電機(jī)而言,其阻尼系數(shù)D為發(fā)電機(jī)機(jī)械阻尼,通常僅為2%,其對暫態(tài)功角的影響可忽略不計。

3 基于EEAC法的大擾動功角穩(wěn)定性分析

文獻(xiàn)[16]表明強(qiáng)阻尼、低慣性的VSG在數(shù)學(xué)上可以等價為具有一階低通濾波環(huán)節(jié)的下垂逆變器。對于此類VSG,雖然可以運(yùn)用文獻(xiàn)[9]分析下垂逆變器穩(wěn)定性的方法來分析其穩(wěn)定性,但是該方法一方面只能以靜態(tài)情形下的等面積法則來分析下垂逆變器的功角穩(wěn)定性問題,無法反映VSG系統(tǒng)的時變特性,尤其是無法分析系統(tǒng)越過不穩(wěn)定平衡點后的動態(tài)行為;另一方面,該方法也無法進(jìn)一步推廣至多機(jī)系統(tǒng),具有一定的局限性。下面采用對功角穩(wěn)定性分析更為準(zhǔn)確的EEAC法來分析大擾動下VSG的功角穩(wěn)定性問題[17]。

對于VSG而言,考慮到其阻尼系數(shù)D的影響不可忽略,本文取VSG的等值參考機(jī)械功率Pm1=Pm-D(ω-ωg),此時VSG轉(zhuǎn)動方程與忽略阻尼時的傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一致,可以在P-δ相平面內(nèi)分析其功角穩(wěn)定性。

在P-δ相平面內(nèi)考察系統(tǒng)運(yùn)動特性可知,當(dāng)Pm1-Pe與dδ符號相同時,發(fā)電機(jī)功角將加速擺動,動能增加; 相反時,動能將會減小。當(dāng)動能加速面積Ainc大于動能減速面積Adec時,發(fā)電機(jī)失穩(wěn);反之,則發(fā)電機(jī)能保持穩(wěn)定[17]。如圖2所示，圖中DSP為動態(tài)鞍點；SEP為穩(wěn)定平衡點；UEP為不穩(wěn)定平衡點。

圖2 VSG的P-δ相平面Fig.2 P-δ phase plane of VSG

3.1 VSG首擺穩(wěn)定性判斷

根據(jù)EEAC理論,DSP為在P-δ平面上,滿足條件d(Pe(δ)-Pm1(δ))/dδ值為負(fù)的、時變系統(tǒng)的動態(tài)Pe(δ)與Pm1(δ)的交點,而系統(tǒng)失穩(wěn)的本質(zhì)是受擾軌跡經(jīng)過DSP,而與UEP無直接關(guān)系。即使對于傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)—無窮大系統(tǒng)來說,當(dāng)需要考慮控制器或任何時變因素時,就不能用UEP來代替DSP[17],而對于具有Pm快速受控特性的VSG則更是如此。

為了在VSG系統(tǒng)中驗證這一結(jié)論,本文首先根據(jù)Pe2和Pm等靜態(tài)特性,采用代數(shù)方法計算近似暫態(tài)穩(wěn)定極限切除角,再采用基于詳細(xì)模型的時域仿真方法,計算準(zhǔn)確的極限切除角,以便將兩種方法的計算結(jié)果進(jìn)行比對。為了對受擾系統(tǒng)的首擺穩(wěn)定程度進(jìn)行量化,采用數(shù)字仿真和EEAC法計算軌跡穩(wěn)定裕度。

3.1.1近似極限切除角的計算方法

在傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)中忽略阻尼系數(shù)D的影響,如果采用UEP代替DSP,則發(fā)電機(jī)功角首擺穩(wěn)定應(yīng)當(dāng)滿足:

(7)

式中:δ0為發(fā)電機(jī)初始功角位置;δUEP為發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定平衡點位置;δp為故障切除時刻發(fā)電機(jī)功角位置,當(dāng)δp為極限切除角δp,max時,等號成立。

由前述分析可知,VSG阻尼系數(shù)D較強(qiáng),無法忽略,因此,下面將給出計及阻尼系數(shù)D情況下故障極限切除角的計算方法。對式(7)左側(cè)運(yùn)用Lagrange中值定理得到:

(8)

從保守角度來看,忽略式(7)右側(cè)阻尼系數(shù)的影響,近似得到:

(9)

因此VSG極限切除角近似滿足的關(guān)系為:

(10)

利用式(10)并采用下述迭代方法即可得到VSG的近似極限切除角δp，max:

(11)

式中:δA為給定值,一般取接近于不平衡點的值。

3.1.2基于EEAC法的軌跡穩(wěn)定裕度計算

發(fā)電機(jī)功角一旦越過DSP,發(fā)電機(jī)將發(fā)生滑步,δ=δDSP首擺失穩(wěn)。定義最遠(yuǎn)擺動點(FEP)為單次擺動過程中,P-δ相平面內(nèi)功角δ取得極值的點[17]δ=δFEP,在這點同步發(fā)電機(jī)功角發(fā)生回擺,同時該次擺動過程中發(fā)電機(jī)功角穩(wěn)定?？梢缘玫絍SG首擺軌跡穩(wěn)定裕度η為:

(12)

3.2 越過DSP后VSG系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷

當(dāng)虛擬功角越過DSP后,VSG發(fā)生滑步,即在首擺過程中,VSG功角失穩(wěn)。但是與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)不同,強(qiáng)阻尼系數(shù)D將使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的時變特性,其穩(wěn)定性將呈現(xiàn)出很大的不同。

事實上,VSG阻尼系數(shù)過強(qiáng)使得VSG參考機(jī)械功率將具有很快的響應(yīng)速度及調(diào)節(jié)能力(如圖2黃色實線所示),這使得VSG在越過DSP后進(jìn)入多擺穩(wěn)定過程。當(dāng)系統(tǒng)的時變因素足夠強(qiáng)時,在后續(xù)擺動中,系統(tǒng)仍然有可能在后一平衡點重新達(dá)到穩(wěn)定,即發(fā)生滑步再同步現(xiàn)象[18]。

對于本文所研究的單機(jī)—無窮大系統(tǒng),由于Pm1快速受控的特點,一旦前一次擺動穩(wěn)定,相繼的擺動必然穩(wěn)定,且快速穩(wěn)定于新的平衡點。但是,當(dāng)前一次擺動越過DSP失穩(wěn)后,在相繼的擺動過程中其功角卻仍可能穩(wěn)定。對于這種類似于傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)中的滑步再同步現(xiàn)象,一方面,必須在觀察時間內(nèi)對受擾系統(tǒng)的全過程進(jìn)行數(shù)字仿真;另一方面,應(yīng)當(dāng)盡量減少觀察時間長度,以便節(jié)省計算量。為解決這一矛盾,本文采用基于EEAC法的穩(wěn)定性判據(jù),在設(shè)定的觀察時間長度內(nèi),進(jìn)行數(shù)字仿真,如果某一擺次穩(wěn)定,則立即提前終止仿真,并判斷系統(tǒng)穩(wěn)定;如果所有擺次均越過DSP失穩(wěn),則判斷系統(tǒng)失穩(wěn)。進(jìn)一步,根據(jù)受擾軌跡,計算每一擺次的動能加速面積和動能減速面積,同時結(jié)合式(12)可以得到相應(yīng)擺次的系統(tǒng)軌跡穩(wěn)定裕度,對受擾系統(tǒng)的穩(wěn)定程度進(jìn)行量化。

4 仿真驗證

VSG通過變壓器T,兩回線L1,L2與無窮大系統(tǒng)相連,如附錄A圖A3所示。VSG采用電壓控制型逆變器,并由100臺光伏VSG等效而成,額定容量為50 MW,根據(jù)文獻(xiàn)[15，19-22],設(shè)定轉(zhuǎn)動慣量J=0.2(標(biāo)幺值),阻尼系數(shù)D=50(標(biāo)幺值),具體結(jié)構(gòu)及線路圖見附錄B圖B1, 詳細(xì)參數(shù)見附錄B表B1。變壓器T的額定容量為100 MW,變比為0.315 kV/230 kV,漏抗為0.002(標(biāo)幺值);線路L1的額定電壓為230 kV,電抗為0.017 9(標(biāo)幺值);線路L2的額定電壓為230 kV, 電抗為0.003 44(標(biāo)幺值)。逆變器在t=1 s時刻并網(wǎng),并以給定功率Pm=50 MW運(yùn)行。具體仿真工作在PSCAD中進(jìn)行,仿真步長為500 μs。

現(xiàn)假定t=5 s時,線路L2發(fā)生三相短路故障;t=5.1 s時,線路L2斷開,計及逆變器電流限幅作用,限幅電流Imax=170 kA。

故障切除后VSG的參考電流I隨時間及虛擬功角δ的變化情況如圖3和圖4所示。5.1 s后故障切除,此時VSG的虛擬功角為0.624 rad,而依據(jù)前述理論,VSG此時的平衡點為0.256 rad,不平衡點為0.704 rad,功角曲線發(fā)生轉(zhuǎn)變的點為0.311 rad,VSG在故障切除后將進(jìn)入飽和曲線部分。在δ=π附近時,其d軸限幅效應(yīng)消失,但是逆變器電流幅值仍然處于限幅狀態(tài),此時逆變器電流I與d軸的夾角γ由0逐漸變小,直到逆變器電流I與d軸負(fù)半軸重合,逆變器電流進(jìn)入反向限幅狀況。當(dāng)虛擬功角δ=5.97 rad時,VSG逆變器電流進(jìn)入非飽和狀態(tài)。

圖3 VSG參考電流隨時間變化情況Fig.3 Reference current of VSG varied with time

圖4 VSG參考電流隨虛擬功角變化情況Fig.4 Reference current of VSG varied with virtual power

VSG的輸出功率Pe隨時間的變化曲線如圖5所示。其中紅線是根據(jù)式(2)給出的逆變器電流限幅情況下VSG電磁功率的預(yù)測曲線?？梢娛?2)能較好地反映VSG飽和情況下的功角曲線,但由于忽略電壓—電流內(nèi)環(huán)的動態(tài)過程,在參考電流動態(tài)變化時,其誤差較大。另一方面,圖5也進(jìn)一步說明了VSG功角曲線會發(fā)生非飽和向飽和之間的轉(zhuǎn)變。

圖5 VSG參考功率隨時間變化情況Fig.5 Power varied with time

故障發(fā)生后,VSG故障后的各狀態(tài)變量隨時間的變化曲線見附錄A圖A4。據(jù)此,可以給出故障發(fā)生后系統(tǒng)的功角—角速度相平面及功角—加速度(功率差)相平面如圖6所示。

圖6 故障情況后VSG相平面曲線(D=50)Fig.6 Phase panel of VSG after three-phase short circuit fault (D=50)

在虛擬功角δ=δ1前,系統(tǒng)故障,此時參考機(jī)械功率與電磁功率之差大于0,VSG加速運(yùn)動;在δ=δ1時,故障切除,此時VSG進(jìn)入減速過程,并在δ=δ2處達(dá)到DSP處,此時VSG發(fā)生滑步,并進(jìn)入加速擺動過程。但是由于阻尼系數(shù)D取值很大,使得系統(tǒng)的時變性很強(qiáng),實際上在VSG虛擬功角躍過DSP后并沒有徹底失步,而是進(jìn)入了更為復(fù)雜的多擺過程,在[δ2,δ3]之間,VSG加速運(yùn)動,而在[δ3,δ4]之間減速運(yùn)動。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)動到后一平衡點時,由于VSG動能不足,系統(tǒng)將在FEP處發(fā)生回擺(此處系統(tǒng)頻率略低于50 Hz),發(fā)生滑步—再同步現(xiàn)象。具體加減速面積計算結(jié)果見附錄C表C1。

附錄C表C1運(yùn)用具體計算結(jié)果量化了強(qiáng)阻尼VSG躍過DSP后的運(yùn)動行為,很明顯,不同于傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī),具有強(qiáng)阻尼系數(shù)的VSG越過DSP后會發(fā)生前向多次擺動現(xiàn)象,但與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣,在第3擺時,VSG的P-δ相平面內(nèi)總減速面積大于總加速面積,致使VSG相對速度減小至負(fù)值,并進(jìn)入反向擺動過程。最終VSG虛擬功角穩(wěn)定在6.57 rad處,即發(fā)生了擾動后的滑步—再同步現(xiàn)象。

當(dāng)阻尼系數(shù)D取值減小時,VSG也會發(fā)生功角失穩(wěn)。依據(jù)上述方法,建立相平面如圖7所示,在VSG越過DSP的后續(xù)擺次中,始終不存在減速面積大于加速面積的擺次,致使VSG頻率始終大于50 Hz,其功角將不斷增加而不發(fā)生回擺,最終VSG功角將失去其穩(wěn)定性。

圖7 故障情況后VSG相平面曲線(D=25)Fig.7 Phase panel of VSG after three-phase short circuit fault (D=25)

附錄D圖D1給出了不同阻尼系數(shù)情況下相對角速度和虛擬功角對比情況圖,這進(jìn)一步表明當(dāng)阻尼系數(shù)D較強(qiáng)時,系統(tǒng)在經(jīng)過DSP后,其頻率仍有可能降至50 Hz以下,發(fā)生再同步現(xiàn)象;相反,若阻尼相對較弱,則同傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣,其頻率將始終大于50 Hz,最終滑步失穩(wěn)。

采用3.2節(jié)的判斷方法,在仿真時間t=1.2 s內(nèi)觀察VSG功角穩(wěn)定性情況,具體結(jié)果見表1。

表1 不同阻尼系數(shù)下VSG功角穩(wěn)定性結(jié)果Table 1 Power angle stability result of VSG in different damping coefficients

表1判斷表明在D=50和D=38時,VSG功角將保持穩(wěn)定;而在D=25和D=16時,VSG功角將失穩(wěn)。為驗證所提判斷方法的合理性,圖8進(jìn)一步給出了多種阻尼系數(shù)下虛擬功角隨時間的變化情況。由圖8可見,故障情況下,D=50或D=38時,在t=6 s附近發(fā)生了再同步現(xiàn)象,功角穩(wěn)定于6.57 rad處,當(dāng)D=16或D=25時,功角不斷增加以至于超過20 rad(角度為2 300°),VSG功角徹底失穩(wěn),仿真驗證了所提方法的合理性。

圖8 不同阻尼系數(shù)下VSG虛擬功角隨時間變化曲線Fig.8 Curve of VSG power angle varied with time in different damping coefficients

表2給出了按照式(11)計算出計及阻尼作用及不計阻尼系數(shù)情況下(D=0)對應(yīng)首擺穩(wěn)定性的故障極限切除角的近似計算結(jié)果,并與準(zhǔn)確的實際仿真結(jié)果作對比。

表2 VSG極限切除角不同計算方法對比Table 2 Calculation results of limit clear angle in different methods

由表2可見,運(yùn)用公式(12)計算極限切除角的近似值時,計及阻尼作用下的近似值更接近于準(zhǔn)確值,但是由于在計算中忽略了線路的電磁暫態(tài)過程,忽略了VSG控制響應(yīng)環(huán)節(jié)等方面的因素,導(dǎo)致這一計算結(jié)果與準(zhǔn)確值之間有一定程度的偏差,結(jié)果也偏向樂觀,只能作為計及首擺穩(wěn)定性的極限切除角的近似評估。此外,這種近似計算沒有考慮多擺穩(wěn)定現(xiàn)象,所以無法用于實際工程。

5 結(jié)語

本文研究了強(qiáng)阻尼VSG-無窮大系統(tǒng)中在大擾動下的功角穩(wěn)定性,研究表明:①在大擾動情況下,VSG阻尼系數(shù)D對其虛擬功角穩(wěn)定性具有很強(qiáng)的影響,使得VSG系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)具有很強(qiáng)的時變特性,其動態(tài)過程將變得更加復(fù)雜,VSG更容易呈現(xiàn)多擺穩(wěn)定性現(xiàn)象;②在單機(jī)無窮大系統(tǒng)中,對于VSG穩(wěn)定性的判斷可以基于EEAC法給出穩(wěn)定性判據(jù), 即在仿真時間內(nèi),若系統(tǒng)遇見FEP,則判斷VSG功角在該擺次穩(wěn)定; 若VSG所有擺次全部越過DSP,判斷VSG失穩(wěn),進(jìn)一步運(yùn)用EEAC法可以給出其穩(wěn)定量化裕度。

本文初步探討了VSG功角穩(wěn)定性的特性,并以此為VSG穩(wěn)定性能和控制參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。

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孟志偉(1993—),男,碩士研究生,主要研究方向:電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制和新能源并網(wǎng)控制。

侯玉強(qiáng)(1983—),男,通信作者,博士研究生,高級工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制。E-mail: houyuqiang@sgepri.sgcc.com.cn

方勇杰(1964—),男,博士生導(dǎo)師,研究員級高級工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制。E-mail: fangyongjie@sgepri.sgcc.com.cn