隨著電力電子技術的發(fā)展,越來越多的電力電子裝置在電網(wǎng)中大規(guī)模接入,比如光伏風電等新能源并網(wǎng)逆變器,SSSC、SVG等補償裝置、HVDC等輸電裝置,這些電力電子裝置在電網(wǎng)中大規(guī)模接入使得系統(tǒng)易產(chǎn)生諧振甚至會導致不穩(wěn)定,風電場的次/超同步振蕩為典型案例。
如何解決由此引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定問題,是能否解決問題的關鍵。在已知系統(tǒng)不穩(wěn)定問題中,可以根據(jù)現(xiàn)場錄波數(shù)據(jù)分析振蕩頻率,然后采用建模的形式,基于阻抗分析法對該頻率下系統(tǒng)穩(wěn)定性進行分析,然后通過修改控制器控制參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)解決相關問題,在未投運系統(tǒng)或已投運但尚未發(fā)生問題的系統(tǒng),在大量電力電子并聯(lián)系統(tǒng),如何預防潛在問題的發(fā)生是保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的關鍵。根據(jù)上述思路,如果采取措施對電力電子裝置在各個頻率下阻抗進行分析,即可直觀看出在一定頻率范圍內(nèi)發(fā)生振蕩的潛在風險。
采用擾動注入的形式,在仿真過程進行錄波,對各阻抗進行分析,此方法的優(yōu)勢是可以不關注控制器或拓撲本體,打包為黑盒系統(tǒng)進行測試,同樣可以得出控制器阻抗曲線。
對原理進行簡單介紹,阻抗計算方法比較簡單,在電路原理均有說明。阻抗的定義:二端網(wǎng)絡端口電壓相量和端口電流相量的比值,定義為阻抗。用Z表示。國際單位是歐姆(Ω)。阻抗本身是一個復數(shù),所以稱之為復阻抗,簡稱為阻抗。
阻抗法分析正弦交流電路的步驟:
(1)作出電路的相量模型。
(2)運用直流電路的分析計算方法來分析和計算。
(3)求解待求量。
根據(jù)上述原理,采用simulink搭建測試模型,采用gui對錄波數(shù)據(jù)處理,分別對純電感負載和諧振頻率為80Hz的負載進行測試,測試結果如下:
1、純電感負載
從上圖可以看出,掃描結果相角恒定90°,滿足設定條件,說明仿真結果正確。
2、諧振頻率為80Hz的阻感負載
從上圖可以看出,掃描結果在80Hz為負載諧振點,滿足設定條件,說明仿真結果正確。
上文僅簡單對阻抗掃描方法和結果進行展示,未針對具體控制電力電子控制器進行阻抗掃描及結果分析,公眾號將在后續(xù)會針對具體控制器進行掃描及結果分析說明。