基于最大估计吸引域的VSC接入弱网下的锁相环同步暂态稳定性分析

针对锁相环同步的弱连接电压源变流器(weakgrid connected voltage source converter,WG-VSC)系统的暂态稳定问题,该文首先应用线性矩阵不等式优化法构建WG-VSC系统的最大估计吸引域(largest estimated domain of attraction,LEDA),并将LEDA与基于LaSalle不变集定理的能量函数法和平方和规划法构建的LEDA进行详细对比,验证了所提方法在刻画LEDA方面具有更低的保守性。然后从保证故障穿越控制过程中的锁相环暂态同步稳定作为切入点,首次提出WG-VSC系统在电网对称故障大扰动下的有功/无功电流设定值可行域概念,并基于线性矩阵不等式方法刻画的LEDA,提出该可行域的求解算法,分析了典型参数对该电流设定值可行域的影响。该可行域为故障过程中的有功和无功电流设定值提供了切实可行的指导依据。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了基于详细开关模型的WG-VSC系统仿真算例,通过多种暂态仿真工况验证了该文所构建的LEDA和电流设定值可行域的有效性和可行性。

基于等值单机非线性模型的多换流器并联直流系统暂态稳定性分析及控制参数整定方法

针对“状态变量多、阶数高”给多换流器并联直流系统暂态稳定性分析带来的困难,提出计及多换流器动态交互的等值单机非线性模型,简化大扰动稳定性分析及控制参数设计复杂度。首先,对每台换流器下垂双环控制中的所有状态变量做等效变换,建立直流系统的等值单机非线性模型;其次,基于等值单机的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型刻画出最大估计吸引域,分析系统控制参数设计不合理导致的“小扰动稳定、大扰动失稳”问题;然后,提出基于等值单机的直流系统控制参数整定方法,通过等值单机设计推导系统中每台换流器的控制参数,降低了直流系统控制参数设计的难度,最后,RT-BOX硬件在环实验平台验证等值单机非线性模型及理论分析的准确性。

基于LMI优化法的多VSC接入弱网下的锁相环同步暂态稳定性分析

本文针对弱连接条件下多电压源变流器并网系统的锁相环同步暂态稳定性进行研究。首先,建立适用于分析多电压源变流器并网系统锁相环同步尺度下暂态稳定性的降阶数学模型。然后,基于线性矩阵不等式优化法构建多电压源变流器并网系统的最大估计吸引域,并根据该最大估计吸引域揭示故障点电压大幅跌落时,系统存在小扰动稳定平衡点的情况下仍出现暂态失稳的原因。最后,在PSCAD/EMTDC搭建多电压源变流器接入弱网系统的详细开关模型进行仿真,仿真结果验证了本文构建的降阶数学模型及最大估计吸引域的有效性及可行性。