高比例电力电子电力系统宽频带动态稳定分析与控制

　　随着电力电子设备在电力系统中的比例不断提高，近年来国内外频繁发生电力电子设备主导或参与的电力系统动态失稳事故，主要表现形式为次同步频带、超同步频带以及高频带等频率范围的宽频带振荡。高比例电力电子电力系统宽频带动态稳定问题已经成为危害大电网安全稳定运行的隐患之一。本书系统地论述了作者在高比例电力电子电力系统宽频带动态稳定建模、分析和控制等方面的研究成果。全书共分4 章。第1 章综述了国内外对电力系统宽频带动态稳定问题的研究现状，提出了电力系统宽频带振荡的定义与分类；第2 章介绍了针对电力系统宽频带动态稳定问题的建模方法及仿真技术，并给出了研究电力系统宽频带动态稳定问题的标准算例系统；第3 章提出了几种电力系统宽频带动态稳定性分析与控制方法，包括广义转矩分析法、Nyquist 阵列分析法、导纳分析法、统一性稳定分析法等；第4 章介绍了对新疆哈密、渝鄂柔直、新疆和田等重大工程和实际电网的宽频带动态稳定分析与控制案例。本书可供从事电力系统运行分析、规划设计以及科学研究的人员参考，也可作为高等院校电气专业高年级学生及研究生的参考读物。

　　孙华东，教授级高级工程师，博士生导师，中国电力科学院副院长。主要研究方向为电力系统稳定分析与控制、高比例电力电子装备与新能源电力系统安全稳定机理分析与控制、能源互联网技术等

目录
前言
第1 章 概述 1
1.1 背景 · 1
1.2 国内外研究现状 · 3
1.2.1 电力系统宽频带动态稳定分析方法 4
1.2.2 多设备间的动态交互作用 6
1.3 电力系统安全稳定性及宽频带振荡的定义与分类 · 8
1.3.1 电力系统安全稳定性的定义与分类 8
1.3.2 电力系统宽频带振荡的定义与分类 · 11
小结 · 14
参考文献 · 14
第2 章 电力系统宽频带动态稳定建模方法及仿真技术 17
2.1 电力系统宽频带动态稳定建模方法 17
2.1.1 电磁暂态状态空间建模方法 · 17
2.1.2 直驱风机序阻抗建模方法 · 49
2.2 电力系统宽频带动态稳定时域仿真技术 57
2.2.1 数字仿真平台 · 58
2.2.2 数模仿真系统 · 59
2.2.3 数字仿真和数模仿真技术的正确性验证 · 60
2.3 电力系统宽频带动态稳定标准算例 79
2.3.1 直驱风机/光伏单机并网系统 79
2.3.2 双馈风机单机并网系统 83
2.3.3 LCC 直流系统 85
2.3.4 直驱风机三机系统 88
2.3.5 新疆哈密系统 89
小结 95
参考文献 95
第3 章 电力系统宽频带动态稳定分析与控制方法 97
3.1 广义转矩分析法 97
3.1.1 电力系统宽频带振荡的统一数学描述 97
3.1.2 广义转矩分析法 100
3.1.3 广义转矩分析法与阻尼转矩分析法的对比 121
3.1.4 算例分析 125
3.2 Nyquist 阵列理论 137
3.2.1 系统的对角优势判据及稳定判别 137
3.2.2 非对角优势系统的稳定控制器设计 141
3.2.3 基于Nyquist 阵列理论的电力系统宽频带振荡分析及抑制流程 145
3.2.4 算例分析 146
3.3 导纳分析法 · 161
3.3.1 直驱风机动态建模 161
3.3.2 直驱风机输入导纳特性分析 166
3.3.3 直驱风电次同步振荡仿真分析 170
3.3.4 直驱风电次同步振荡其他影响因素分析 172
3.4 统一性稳定分析法 · 173
3.4.1 理论基础 174
3.4.2 基于等效开环过程的动态稳定分析法 176
3.4.3 电力电子电源场站的统一性稳定分析法 189
3.4.4 电力电子电源区域的统一性稳定分析法 194
3.4.5 算例验证 201
小结 204
参考文献 206
第4 章 实际电网工程宽频带动态稳定分析 · 207
4.1 实际事故分析 · 207
4.1.1 新疆哈密风电次同步振荡 207
4.1.2 渝鄂柔直输电系统高频振荡 220
4.2 振荡风险评估 · 229
4.2.1 新疆和田振荡风险研究 229
4.2.2 青海电网振荡仿真分析 239
4.2.3 江苏海上风电柔直送出系统振荡分析 244