并网变流器阻抗建模与仿真研究

分布式新能源经过并网变流器接入弱电网时，使得电网系统趋于复杂，引发了许多新型次/超同步振荡问题。该问题是由变流器侧的阻抗和网侧阻抗的交互作用所造成的，因此，通过变流器阻抗建模来分析该交互系统能否稳定运行。所以本文旨在建立并网变流器的阻抗模型，并通过仿真验证阻抗建模的正确性。并考虑延时环节对并网变流器阻抗模型的影响。最终本论文实现了并网变流器阻抗建模与仿真模型得出的变流器阻抗模型对应一致，论证了研究内容的正确性。

能源是人类文明进步的基础和动力，攸关国计民生和国家安全，关系人类生存和发展，对于促进经济社会发展、增进人民福祉至关重要。面对气候变化、环境风险挑战、能源资源约束等日益严峻的全球问题[1]，风、光等可再生能源发电技术的发展中，电压源型变流器(Voltage Source Converter, VSC)等电力电子设备在电力系统中得到了广泛的应用。然而，并网变流器设备之间的耦合作用和电网与变流器之间的交互作用给并网系统带来了新的振荡问题[2] [3] [4]。近年来，各地发生了多起与新能源并网相关的次超同步振荡问题，如德州某双馈风电场与串补线路的次同步振荡，造成大量风机电路损坏，带来巨大的经济损失[5]。在我国某地区海上风电柔直示范工程调试中，双馈风电场曾多次发生过不明原因的振荡[6]。

新疆哈密电网也多次出现过新能源并网的振荡问题， 造成大量直流系统配套的同步发电机脱网[7] [8]等，对电力行业提出了严峻的挑战。

本文通过仿真模型与数学模型阻抗对比，验证数学模型与仿真模型的一致性，从而证明本文的仿真模型控制方法以及阻抗数学模型推导的正确性，为下一步验证并网变流器稳定性奠定基础。

2. 变流器并网系统模型 本文采用单相电压源型(VSC)并网变流器，如图1 所示， srefU为控制环节参数的调制信号；1L 为变流器侧滤波器， 2L 为网侧滤波器；sU 为变流器输出端口电压， 0U 为公共连接点(PCC)处电压， gU 为电网电压。

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