多电力变换装置并网对电压稳定的影响及其预防性控制方法研究

High proportion of power electronic equipment connected to the power grid can not only improve the control flexibility of the power system, but also brought some new issues related on the rapid changes in the operation mode and the rapid spread of the accident and then enlarged its affected scope. Such situation presents a series of new challenges for the current power system stability analysis and defense technology. This project uses the small signal analysis method and electromagnetic transient simulation to do some researches on the following several aspects: the multi-time scale simulation model of multiple power conversion devices grid-connected system；quantitative analysis method of interaction between power conversion devices and its influence of the transient stability of the system; the method of transient voltage stability assessment considering the interaction and the coordinated control method to suppress the negative interaction effect; the online static voltage stability evaluation method for the nodes with variety of loads and the on-line preventive control method for the power system. After the completion of this project, we can reveal the influence mechanism on the transient stability of the system due to the multiple power conversion device connected, and realize the on-line evaluation of the static and transient voltage stability of the system and the on-line decision of preventive control strategy, which can provide the theoretical support for power electronics-based power system stability analysis and control.

高比例电力电子化的装备接入电网提高了电力系统的控制灵活性，也带来了运行方式快速变化和事故的快速传播从而造成影响范围扩大等新的问题，对于电力系统当前的安全稳定分析和防御技术提出了新的挑战。本项目采用小信号分析和电磁暂态仿真相结合的研究方法，从系统层面出发重点研究：多电力变换装置并网系统的多时间尺度仿真模型；电力变换装置间的交互影响定量分析方法及其对系统暂稳态电压稳定的影响；考虑了交互影响的系统暂态稳定评估方法及抑制负交互影响的协调控制方法；含多样性负荷节点在线静态电压稳定性评估方法及在线预防控制算法。完成本项目研究后可揭示多电力变换装置并网对接入系统的暂稳态电压稳定性的影响机理，实现系统暂稳态电压稳定水平在线评估及其预防性控制策略的决策，可为电力电子化电力系统的稳定性分析和控制提供理论支撑。

高比例电力电子化的装备接入电网提高了电力系统的控制灵活性，也带来了运行方式快速变化和事故的快速传播从而造成影响范围扩大等新的问题，对于电力系统当前的安全稳定分析和防御技术提出了新的挑战。本项目采用小信号分析和电磁暂态仿真相结合的研究方法，从系统层面出发重点研究：多电力变换装置并网系统的多时间尺度仿真模型；电力变换装置间的交互影响定量分析方法及其对系统暂稳态电压稳定的影响；考虑了交互影响的系统暂态稳定评估方法及抑制负交互影响的协调控制方法；含多样性负荷节点在线静态电压稳定性评估方法及在线预防控制算法。项目主要在以下四个方面取得了一定的成果，1是建立了多电力变换装置接入的电力系统动态仿真模型；2是提出了多电力变换装置系统交互影响的机理分析方法，发现了电气距离和不同频率下的电力变换设备之间交互影响的机理；3是提出了基于戴维兰等值电路的快速评估节点电压稳定性方法及其最优预防控制措施的快速分析方法，提高了在线安全分析的效率；4是提出了电力电子变换设备的VSG与改进前馈控制等方法，提高了装置和系统的稳定性。本项目完成揭示了多电力变换装置并网对接入系统的暂稳态电压稳定性的影响机理，实现系统暂稳态电压稳定水平在线评估及其预防性控制策略的决策，可为电力电子化电力系统的稳定性分析和控制提供理论支撑。