光伏逆变并网系统阻抗建模及其稳定性分析
2021-11-08宋绍剑贺玮彤刘斌陆益民廖碧莲
宋绍剑,贺玮彤,刘斌,陆益民,廖碧莲
(广西大学 电气工程学院, 广西 南宁 530004)
0 引言
随着大规模光伏和风电等新能源通过电力电子变换器接口接入电网,由于电力电子变换器接口具有响应速度快和惯性小等特点,加上光伏和风电等新能源电源自身固有的随机性和波动性等特点,新能源并网变换系统与电网之间的动态交互作用带来的一种新型的次/超同步振荡(sub-/super synchronous oscillation, SSO/SSR)问题[1-3],严重威胁系统稳定和设备安全。
目前分析此类SSO问题产生机理的方法大致可以分为时域分析法[4-7]和频域分析法[8-13]两大类。其中,时域分析方法又可以进一步细分为基于电磁暂态模型的仿真分析法[4-5]和基于系统状态空间模型的特征根分析法[6-7]。通过建立系统的状态空间模型,利用特征根分析法可以分析系统的SSO动态特性,再联合电磁暂态仿真还可以进一步交叉验证特征根分析结果的可靠性。然而特征根分析法存在两方面不足:一是,将电网模型并网系统与光伏模型合并为一个整体进行建模,只要系统稍微发生变化,就需要重新建模。二是,建模过程需要知道系统的详细结构和参数,而在实际工程中这些数据通常由于设备制造商的商业机密而难以获得。阻抗分析法[8-12]和频率扫描法[13]是两种广受关注的两种频域分析法,为分析新型SSO问题提供了一种简单而有效的新型SSO问题分析方法。阻抗分析法只需要并网逆变器的阻抗模型和并网点(point of common coupling,PCC)的电网阻抗信息,就可以通过奈克斯特等稳定判据分析系统的稳定性,因此即便是在电网结构和变换器控制参数无法获得,缺少系统解析阻抗模型的情况下,仍然可以通过频率扫描实验获得逆变器输出阻抗和PCC处的电网阻抗信息。……