基于狀態空間的阻抗分析法在次同步振蕩中的應用

趙書強, 李 忍, 高本鋒

(新能源電力系統國家重點實驗室, 華北電力大學, 河北省保定市 071003)

0 引言

隨著新能源大規模接入,傳統電力系統的次同步振蕩(sub synchronous oscillation,SSO)問題呈現出新的復雜形態,日益成為制約新能源可靠消納的瓶頸[1-8]。SSO的線性化分析方法可大致分為兩大類:基于狀態空間模型(state space models,SSM)的時域類分析法和基于阻抗模型(impedance models,IM)的頻域類分析法[9]。雖然上述2類方法從不同的角度對電力系統進行建模,但基本數學原理均源于電力系統兩大約束:元件約束和拓撲約束。因此,時域類分析方法和頻率類分析方法可以相互轉換。

基于SSM的時域類分析方法,由于在每次計算系統特征值的時候,都需要對整個系統進行建模,這對于系統結構變化不大的發輸電系統,適用性較高。但是,對于一些結構頻繁變化的系統,比如源—網—荷系統,尤其是含新能源電源的系統,負荷波動或者新能源電源啟停,將會導致待研系統頻繁重新建模,大大增加了建模的工作量[9-11]。

阻抗分析法由于物理概念明晰[12-14],適用于理論分析與實驗測試相結合的情況,近年來在分布式電源穩定性分析方面,得到了廣泛應用[15-22]。文獻[14-15]基于阻抗法研究了電網阻抗對光伏逆變器穩定運行的影響。文獻[16-17]基于阻抗法對直流輸電系統進行建模,研究了海上風電經高壓直流輸電(HVDC)系統的穩定性。文獻[18]基于阻抗分析法,研究了雙饋風電機組經串聯補償并網SSO的機理及關鍵影響因素。文獻[19-21]基于廣義奈奎斯特判據,提出了三相交流系統阻抗分析法的判據?！?br>