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新能源并网对电力系统稳定性的影响分析1. 引言1.1 背景1.2 目的和意义1.3 论文结构2. 新能源并网的背景及发展2.1 新能源并网的定义2.2 新能源发展的背景2.3 新能源并网的发展趋势3. 电力系统稳定性的基本概念和指标3.1 电力系统稳定性的定义3.2 稳定性指标的分类及其意义3.3 传统电力系统稳定性评估方法4. 新能源并网对电力系统稳定性的影响4.1 风电并网对电力系统稳定性的影响4.1.1 风电波动性对系统频率的影响4.1.2 风电电压影响及电网能力限制4.2 光伏并网对电力系统稳定性的影响4.2.1 光伏发电的间歇性对系统频率的影响4.2.2 光伏发电的电压削峰对电网稳定性的影响4.3 新能源并网后的电力系统动态行为4.3.1 技术特性（涉及过电压、潮流、短路、振荡等）4.3.2 并网过程中系统动态过渡特性4.3.3 控制策略及其影响5. 新能源并网对电力系统稳定性的评估方法5.1 传统稳定性评估方法的局限性5.2 基于物理模型的稳定性评估方法5.2.1 线性模型5.2.2 基于能量函数的模型5.2.3 离散事件模型5.3 基于仿真模型的稳定性评估方法5.3.1 电力系统仿真软件的基本原理5.3.2 仿真方法的选择及其局限性5.4 基于数据驱动的稳定性评估方法5.4.1 基于历史数据的稳定性评估方法5.4.2 基于机器学习的稳定性评估方法6. 新能源并网后的稳定性增强技术6.1 输电线路和变压器的优化配置6.2 调度策略优化6.3 监测与控制技术的应用6.3.1 直流输电技术6.3.2 柔性交流输电技术6.3.3 智能变电站技术7. 案例分析及讨论7.1 案例选择及数据收集7.2 系统安全评估7.3 系统稳定性分析7.4 结果分析及对策探讨8. 总结与展望8.1 主要研究结论总结8.2 可能存在的问题及解决思路8.3 展望未来发展趋势9. 致谢以上是一份主题为""的论文大纲，其中包括各章节的主要内容。
风电并网后的电网稳定性影响因素分析及其有效处理作者：张明来源：《科技资讯》2018年第30期摘要：能源的不断消耗、环境的不断恶化，则寻找新能源刻不容缓。
人们现在广泛关注的能源有太阳能、地热能和风能。
风能分布广阔，能源丰富，不会排放污染气体，成为新能源发电中最具有潜力的发电形式之一。
风能由于自身特性，在在并入电网后会给系统的稳定性带来一定的影响，本文重点就风能在并入电网后对电网稳定性带来的影响进行分析，并提出相应的改善措施。
关键词：风电并网稳定性影响因素分析处理中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02我国总的风电装机容量占比最多，新增装机容量也占比最高，占据了电力发电的半壁江山。
其他国家的风电装机总量也在不断上升，说明风电在世界的发展不容小觑。
1 风电并网对电网稳定性因素分析1.1 风电并网对静态电压稳定性的影响风电具有随机性与不稳定型的特点，因此，风电场负荷也是不稳定的。
风电机组在低负荷与高负荷的状态下无功状态也是不同，低负荷时是送端，高负荷时是受端，这样的运行状态下会使电网电压造成急剧的波动。
此时可以对系统进行简化，以更好地分析对风电对静态电压稳定性的影响。
简化图如图1所示[1]。
根据公式U1=U2+（P2R+Q2X）/U2可知，如果U2值不变，风电电阻的机端会随着联络线路的阻抗变化而改变；联络线路的阻抗值不变时将决定机端电压的水平。
因为电压的稳定性与机组的无功特性联系密切，但是风电机组的无功特定又变化多样，所以对电网的静态电压稳定性有较大的影响。
恒速恒频异步发电机与双馈式异步发电机应用较多，分析恒速恒频异步发电机，当发电机运行时，有效功率Pg增加，Qg和ΔQL也会增加，如果P2R+Q2X1.2 风电并网对暂态电压稳定性的影响当系统电压低于规定的范围说明用电负荷或者输入功率的突然增加导致这种情况，如果用传统的异步发电机，容易导致风电场电压的崩溃；如果动态无功电压无法支撑，将会从系统中吸取能量。
2017年5月电工技术学报Vol.32 No. 10 第32卷第10期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2017增强并网逆变器对电网阻抗鲁棒稳定性的改进前馈控制方法杨树德同向前尹军王海燕邓亚平（西安理工大学自动化与信息工程学院西安 710048）摘要随着分布式电源并网功率的逐渐增加及接入点的广泛分布，电网越来越表现出弱电网特性，即电网阻抗相对较大，此时在并网逆变器中广泛应用的电网电压前馈控制会严重影响到系统的稳定性。
以L型滤波并网逆变器为研究对象，采用框图等效变换的方法分析弱电网情况下前馈控制对并网逆变器特性的影响机理，以及电网等值电感和阻感比对系统稳定性的影响规律，并在电压前馈通道中引入一种带通滤波环节，提高弱电网下并网逆变器的鲁棒稳定性。
分析表明，附加带通滤波环节的电压前馈控制可使得逆变器在短路比较小的弱电网中仍能够稳定工作。
最后，搭建一台66kV·A并网逆变器实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性和所提改进策略的有效性。
关键词：弱电网L滤波并网逆变器前馈控制电网阻抗鲁棒稳定性中图分类号：TM46An Improved Grid Voltage Feedforward Strategy for Grid-Connected Inverter to Achieve High Robust Stability AgainstGrid-Impedance VariationYang Shude Tong Xiangqian Yin Jun Wang Haiyan Deng Yaping（Faculty of Automation and Information Engineering Xi’an University of TechnologyXi’an 710048 China）Abstract In the wake of the gradual increase in penetration of distributed power generation systems and the wide distribution of access points, the grid can’t be treated as the ideal sinusoidal voltage source any more. Instead, it contains a large set of grid impedance values, featuring as a weak grid. In this case, the grid-voltage feedforward widely used in grid-connected inverter control will challenge the system stability. Taken the L-filtered grid-connected inverter as an object, the influence mechanism of the feedforward control on the inverter’s characteristics in weak grid is clarified by the equivalent transformations of the control block diagram. Moreover, the effects of the inductance and the resistance-to-inductance ratio of grid impedance on the stability of grid-connected inverter are investigated. Furthermore, a band pass filter (BPF) is incorporated into the feedforward path, to improve the robust stability of the grid-connected inverter in weak grid. As a result, the grid voltage feedforward control with the BPF can ensure that the grid-connected inverter works stably in the weak grid with small short current ratio (SCR) range of the grid impedance. Finally, the experiments on a 66kW inverter prototype have verified the theoretical analyses and the effectiveness of the proposed improved method.Keywords：Weak grid, L-filtered grid-connected inverter, feedforward control, grid impedance, robust stability国家自然科学基金（51677151，51507139）、陕西省重点学科建设专项基金（5X1301）和高等学校博士学科点专项科研基金（20126118110009）资助项目。
并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研究1. 本文概述随着可再生能源在全球能源结构中占据越来越重要的位置，如何高效地将这些能源并入电网成为了一个亟待解决的问题。
并网逆变器作为连接可再生能源与电网的关键设备，其性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。
在众多并网逆变器控制技术中，输出电流的精确控制尤为重要，它不仅关系到电能质量，还影响到电网的稳定运行。
本文旨在深入研究并网逆变器的输出电流滞环跟踪控制技术。
本文将介绍并网逆变器的基本原理及其在电力系统中的作用。
接着，将详细阐述滞环跟踪控制技术的理论基础和关键优势，包括其在抑制谐波、提高系统响应速度和稳定性方面的贡献。
本文还将探讨该技术在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案，以及如何通过优化算法进一步提升控制性能。
通过对现有文献的综述和理论分析，结合仿真实验和实际案例研究，本文期望为并网逆变器的控制技术提供新的见解，并为相关领域的研究者和工程师提供实用的参考和指导。
2. 并网逆变器基本原理并网逆变器是一种电力电子设备，它的主要功能是将直流电（DC）转换为交流电（AC），以便与电网系统并联运行。
在太阳能光伏系统、风力发电系统以及其他可再生能源系统中，逆变器是不可或缺的核心组件。
逆变器不仅负责电能的转换，还需要确保输出电流与电网电压同步，以实现有效的能量交换。
并网逆变器的工作原理基于开关电源技术，通过高频开关器件的快速开关动作，将直流电源转换成具有一定频率和幅值的交流电。
这些开关器件通常由晶体管、IGBT（绝缘栅双极晶体管）或其他半导体器件构成。
逆变器内部的控制系统根据电网电压的实时信息，调节开关器件的工作状态，以实现对输出电流的精确控制。
为了确保逆变器的输出电流能够与电网电压保持同步，通常采用一种称为“滞环控制”的技术。
滞环控制是一种简单而有效的电流控制策略，它通过设定两个电流幅值的界限（滞环上下界），来控制开关器件的导通和关断。
当输出电流超过上限时，逆变器会调整开关状态以减小电流当电流低于下限时，逆变器则会增加电流。
Z源光伏并网逆变器滞环控制技术研究的开题报告
一、选题背景
光伏发电已成为当今清洁能源领域的热点研究。
而光伏并网逆变器，作为连接电网和光伏阵列之间的重要装置，其性能、稳定性和可靠性对
光伏发电系统的运行和发展有着至关重要的影响。
目前，光伏电站在发电过程中存在着诸多问题，如变化的光照和温度、阴影和云层等因素的影响使得光伏阵列会出现电流和电压的突变，
导致光伏并网逆变器在变换直流电为交流电时出现大幅度的波动，进而
妨碍整个光伏系统的发电效率和输出功率。
因此，掌握光伏并网逆变器
的滞环控制技术，对于改善光伏电站的发电效率和稳定性将有着非常重
要的作用。
二、研究内容
本次研究旨在探究光伏并网逆变器滞环控制技术，具体研究内容包括：
1. 光伏发电系统的基本原理和技术特点。
2. 光伏并网逆变器控制策略的分析和研究，特别是滞环控制技术的
原理和应用。
其中，将重点研究滞环控制技术的稳定性、响应速度、抗
扰动性等方面的问题。
3. 基于MATLAB/Simulink建立光伏并网逆变器模型，验证滞环控制技术的有效性和可行性。
通过仿真实验，分析滞环控制技术在不同光照、温度和负载变化情况下的逆变器输出波形和电气参数变化，并与传统控
制策略进行比较。
三、预期成果
1. 掌握光伏发电系统的基本原理和技术特点。
2. 深入理解光伏并网逆变器控制策略的原理和应用，并研究滞环控制技术的优劣和适用范围等问题。
3. 建立光伏并网逆变器模型，并通过仿真实验验证滞环控制技术的有效性和可行性。
4. 提出针对滞环控制技术的改进方案，为进一步优化光伏电站的发电效率和稳定性提供有益的参考。
风电机组并网对电网稳定性的影响研究风电机组是一种利用风能转换成电能的设备，风电机组并网是指将风电机组连接到电网中，并与其他发电设备共同运行。
随着风电技术的不断发展和应用，风电机组并网对电网稳定性的影响也备受关注。
本文将对风电机组并网对电网稳定性的影响进行研究，探讨其影响因素和解决方法。
1. 风电波动性风力发电是一种非恒定发电方式，受风速变化的影响，风电机组的输出功率会产生波动。
当风速变化较大时，风电机组的输出功率波动也会较大，这对电网稳定性构成一定影响。
2. 风电功率预测误差由于风速难以准确预测，风电机组的输出功率也存在一定的预测误差。
当风电机组并网后，功率预测误差会对电网的负荷平衡和频率控制造成影响，导致电网稳定性下降。
3. 风电机组电网接入点风电机组的电网接入点位置不同，其对电网稳定性的影响也会有所不同。
特别是在远离负荷中心的地区接入风电机组，存在一定的电网传输损耗，增加了对电网稳定性的影响。
1. 风电机组容量风电机组的容量大小直接影响其对电网稳定性的影响程度。
大容量的风电机组并网后，其输出功率波动会对电网稳定性产生更大的影响，需要更强的调峰能力。
2. 风电机组并网密度风电机组并网密度指的是单位面积或单位长度内并网风电机组的数量。
当密度较大时，会增加对电网频率和电压的影响，对电网稳定性造成一定挑战。
1. 风电机组预测和调度采用先进的风电功率预测技术，可以降低风电机组功率预测误差，从而减小对电网的影响。
优化风电机组的调度策略，提高其调峰能力，也是提高电网稳定性的重要手段。
2. 增加风电机组并网限制根据具体情况，可以通过限制风电机组的并网容量和密度，来降低其对电网的影响。
这需要综合考虑电网运行情况和风电资源分布，做出合理的决策。
四、结论风电机组并网对电网稳定性的影响是一个复杂而严峻的问题。
要解决这个问题，需要在技术、政策和管理等方面全面出发，采取多种手段综合治理。
要充分考虑风电机组自身特点和电网运行情况，提出切实可行的解决方案，确保风电机组并网对电网稳定性的影响最小化。
摘要随着新能源发电系统的快速发展，三相并网逆变器在电力系统中得到了广泛应用。
然而现有研究表明，作为并网逆变器的重要组成部分，锁相环对弱电网条件下并网逆变器的分析和运行具有负面影响。
因此，亟需对弱电网条件下锁相环的影响机理进行分析，并提出具有针对性的抑制策略。
首先，建立并网逆变器的输出阻抗模型。
本文基于复系数传递函数的方法建立并网逆变器中锁相环的小信号模型，结合不同dq域下逆变器主电路和控制电路的小信号模型，进而推导逆变器的输出阻抗模型，并在仿真中对输出阻抗模型的正确性进行验证。
然后，分析弱电网条件下锁相环对并网逆变器的负面影响。
基于并网逆变器的输出阻抗模型，本文分别对锁相环导致的频率耦合现象和锁相环影响并网逆变器稳定性两个方面进行分析。
分析结果表明：锁相环通过将公共点(Point of Common Coupling，PCC)电压扰动引入并网逆变器输出电流导致逆变器的频率耦合现象和影响弱电网条件下并网逆变器的稳定性；并且随着锁相环带宽的增加，并网逆变器的频率耦合现象将逐渐增强，弱电网条件下并网逆变器的稳定性会逐渐减弱。
最后，提出抑制锁相环负面影响的并网逆变器控制方法。
从锁相环将PCC点电压扰动引入并网逆变器输出电流的角度出发，本文提出通过注入相同幅值，相反相位的电压扰动来抑制锁相环的负面影响。
分析和实验结果表明：该方法能在不影响锁相环动态性能的前提下，同时降低锁相环导致的频率耦合现象和提高弱电网条件下并网逆变器的稳定性。
关键词：弱电网，锁相环，三相并网逆变器，频率耦合，稳定性ABSTRACTWith the rapid development of new energy power generation systems, three-phase grid-connected inverters have been widely used in power systems. However, existing research shows that, as an important part of grid-tied inverters, phase-locked loop (PLL) has negative impact on the analysis and the operation of grid-connected inverters under weak grid conditions. Therefore, it is urgent to analyze the impact mechanism of PLL and propose corresponding suppression strategies.First, an output impedance model of grid-connected inverters needs to be established. In this paper, the small-signal model of PLL is established based on complex transfer functions, and the small-signal model of the inverter main circuit and the inverter control circuit in different dq domain are combined to derive the output impedance model, then, the correctness of the inverter output impedance model is verified through simulations.Second, the negative impact of PLL on grid-connected inverters under weak grid conditions is analyzed. Based on the output impedance model of grid-connected inverters, this paper analyzes the frequency coupling phenomenon caused by PLL and the influence of PLL on inverter stability. The analysis results show that PLL introduces voltage disturbances at point of common coupling (PCC) into grid-connected inverter output currents, which results in the frequency coupling phenomenon and affects the stability of grid-connected inverters under weak grid conditions. In addition, with the increasing of PLL bandwidthes, the frequency coupling phenomenon of grid-connected inverters will gradually increase, and the stability of grid-connected inverters under weak grid conditions will correspondingly decrease.Finally, a grid-connected inverter control method that suppresses the negative impact of PLL is proposed. From the point of view that PLL introduces voltage disturbances at PCC into the grid-connected inverter output currents, this paper proposes to suppress the negative impact of PLL by injecting the voltage disturbances with the same amplitude and opposite phase angle. The analysis and experimental results show that the proposed control method can reduce the frequency coupling caused by PLL and improve the stability of grid-connected inverters under weak grid conditions without affecting the dynamic response of PLL.重庆大学硕士学位论文Keywords: Weak grid, PLL, Three-phase grid-connected inverter, Frequency coupling, StabilityIV目录目录中文摘要 (I)英文摘要 (III)1 绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 弱电网的特点 (2)1.2.2 不同的阻抗建模方法 (3)1.2.3 锁相环对并网逆变器的负面影响 (5)1.2.4 抑制锁相环负面影响的控制方法 (6)1.3 论文研究的主要内容 (8)2 基于复系数传递函数的并网逆变器输出阻抗建模 (11)2.1 引言 (11)2.2 三相并网逆变器结构 (11)2.2.1 L型并网逆变器主电路结构 (11)2.2.2 经典电流矢量控制结构 (11)2.2.3 SRF-PLL锁相环结构 (12)2.3基于复系数传递函数的建模方法 (13)2.3.1 复空间向量 (13)2.3.2 传递函数与传递函数矩阵 (15)2.3.3 复系数传递函数 (15)2.3.4 复系数传递函数与传递函数矩阵的关系 (16)2.4 并网逆变器的输出阻抗模型 (17)2.4.1 锁相环的小信号模型 (17)2.4.2 主电路的小信号模型 (20)2.4.3 控制电路的小信号模型 (21)2.4.4 并网逆变器的输出阻抗模型 (22)2.5 仿真验证 (24)2.5.1 锁相环小信号模型验证 (24)2.5.2 并网逆变器输出阻抗模型验证 (26)2.6 本章小结 (28)3 锁相环对并网逆变器的负面影响 (29)重庆大学硕士学位论文3.1 引言 (29)3.2 锁相环导致的频率耦合现象 (29)3.2.1 锁相环导致的频率耦合现象 (29)3.2.1 锁相环带宽与频率耦合现象的关系 (30)3.3 弱电网条件下锁相环对并网逆变器稳定性的影响 (31)3.3.1 并网逆变器的等价输出阻抗模型 (31)3.3.2 基于阻抗模型的稳定性判据 (33)3.3.3 锁相环对并网逆变器稳定性的影响 (35)3.3.4 锁相环带宽与并网逆变器稳定性的关系 (37)3.4 仿真与实验验证 (37)3.4.1 并网逆变器频率耦合现象验证 (38)3.4.2 并网逆变器等价输出阻抗模型验证 (39)3.4.3 弱电网条件下并网逆变器稳定性判定与验证 (40)3.5 本章小结 (42)4 抑制锁相环影响的并网逆变器控制策略 (43)4.1 引言 (43)4.2 基于电压扰动注入的并网逆变器控制方法 (43)4.3 电压扰动注入控制对并网逆变器的影响 (45)4.3.1 电压扰动注入控制下并网逆变器的输出阻抗模型 (45)4.3.2 抑制并网逆变器的频率耦合现象 (46)4.3.3 提高弱电网条件下并网逆变器的稳定性 (47)4.4 高通滤波器带宽设计 (48)4.5 实验验证 (50)4.5.1 抑制并网逆变器频率耦合现象验证 (50)4.5.2 提高弱电网条件下并网逆变器稳定性验证 (51)4.6 本章小结 (53)5 结论与展望 (55)5.1 论文工作总结 (55)5.2 后续研究工作展望 (55)致谢 (57)参考文献 (59)附录 (67)A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 (67)B. 作者在攻读硕士学位期间申请的发明专利 (67)VIC. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 (67)1 绪 论1.1 课题背景与意义随着人类经济的不断发展，人们对于能源的需求与日俱增，而煤炭、石油、天然气等不可再生能源的储量有限，人类在未来极有可能面临能源危机。
增强并网逆变器对电网阻抗鲁棒稳定性的改进前馈控制方法西安理工大学自动化与信息工程学院的研究人员杨树德、同向前、尹军、王海燕、邓亚平，在2017年第10期《电工技术学报》上撰文指出，随着分布式电源并网功率的逐渐增加及接入点的广泛分布，电网越来越表现出弱电网特性，即电网阻抗相对较大，此时在并网逆变器中广泛应用的电网电压前馈控制会严重影响到系统的稳定性。
以L型滤波并网逆变器为研究对象，采用框图等效变换的方法分析弱电网情况下前馈控制对并网逆变器特性的影响机理，以及电网等值电感和阻感比对系统稳定性的影响规律，并在电压前馈通道中引入一种带通滤波环节，提高弱电网下并网逆变器的鲁棒稳定性。
分析表明，附加带通滤波环节的电压前馈控制可使得逆变器在短路比较小的弱电网中仍能够稳定工作。
最后，搭建一台66kV·A并网逆变器实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性和所提改进策略的有效性。
随着我国智能电网建设的需要，分布式发电系统在未来电网中所占的比例将持续增大[1]。
并网逆变器作为分布式发电的重要接口及电能质量治理的必要设备，如新能源并网逆变器[2]、有源电力滤波器（Active PowerFilter, APF）[3]和静止无功发生器（Static Var Generator, SVG）[4]等，在智能电网建设中起着至关重要的作用。
一方面，并网逆变器通常分散地接入低压配电网中，为满足分散用户的需求，低压配电线路往往较长，线路阻抗较大，使得配电网表现为弱电网；另一方面，并网逆变器的性能受到电网电压扰动的直接影响，为此常采用前馈控制策略来抑制电网电压波动和畸变对并网电流的影响，增强并网变流器的抗扰能力[4,5]。
然而，在弱电网下，电网电压前馈控制的引入将会降低并网逆变器的稳定裕量。
已有文献从不同的角度对电网阻抗引起的并网逆变器鲁棒稳定性问题进行了研究。
文献[6]对L和LCL滤波光伏逆变器在感性电网阻抗下的稳定性进行了研究。
