直流系統(tǒng)接地極電流場的分布特性及其對交流電網(wǎng)影響的研究

目前我國多個大區(qū)電網(wǎng)均已形成了含有多直流饋入的復(fù)雜交直流互聯(lián)網(wǎng)架。直流及其控制系統(tǒng)特有的大電流、非線性快速響應(yīng)特性，會在交直流混合電網(wǎng)的故障工況下派生出新的電磁特征。近年來我國電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)踐已經(jīng)表明，這些新的電磁特征在一定條件下會影響交流電網(wǎng)的繼電保護(hù)判別，并已成為引發(fā)交流保護(hù)不正確動作不可忽視的重要因素。本項(xiàng)目將從繼電保護(hù)的視角出發(fā)，在擾動后的電磁暫態(tài)時間框架內(nèi)深入分析交、直流系統(tǒng)的相互作用機(jī)理，開展交直流混合電網(wǎng)的交流側(cè)故障特征變異及其對繼電保護(hù)的影響機(jī)理研究，并提出界定其影響范圍的計算方法和對策。項(xiàng)目研究將在換相失敗電磁暫態(tài)過程的解析分析、特征變異對保護(hù)性能的影響評估方法和評價指標(biāo)等方面取得突破，填補(bǔ)國內(nèi)外空白。研究成果有利于進(jìn)一步消除交直流混合輸電電網(wǎng)的安全運(yùn)行隱患，并為交直流電網(wǎng)的設(shè)計和繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)配置提供理論指導(dǎo)。 2100433B

逆變器等效電流源輸入配電網(wǎng)的電流，雖然經(jīng)過LCL濾波器濾波，但仍然含有一定的諧波含量。當(dāng)逆變器與理想配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時，并聯(lián)連接點(diǎn)的電壓由理想電網(wǎng)決定，電流中的諧波分量對電壓幾乎不會產(chǎn)生影響。但在弱電網(wǎng)條件下，由于電網(wǎng)阻抗的原因，逆變電流源中的諧波分量會流過阻抗，帶給系統(tǒng)諧波電壓，從而影響公共耦合點(diǎn)電壓的總諧波畸變率，加重系統(tǒng)的諧波含量。

文獻(xiàn) 分析了在弱電網(wǎng)條件下，電網(wǎng)阻抗以及并聯(lián)逆變器個數(shù)對光伏并網(wǎng)逆變器諧振特性，動態(tài)響應(yīng)，穩(wěn)定性和諧波電流的影響，根據(jù)分析得出結(jié)論，電網(wǎng)等效電感值的增加，會降低系統(tǒng)的諧振頻率，減慢動態(tài)響應(yīng)速度，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；電網(wǎng)等效電阻值的增加對系統(tǒng)諧振頻率和動態(tài)響應(yīng)沒有影響，但是會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并聯(lián)逆變器個數(shù)不僅降低諧振頻率，而且使系統(tǒng)產(chǎn)生額外的諧振尖峰，并且隨著個數(shù)的增加，動態(tài)響應(yīng)速度變慢，系統(tǒng)變得不穩(wěn)定?？傊?，弱電網(wǎng)條件下，微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)在電網(wǎng)阻抗的影響下性能變差，甚至運(yùn)行不穩(wěn)定，并網(wǎng)數(shù)量也受到了一定的限制，而且，由于電網(wǎng)阻抗的存在，使注入電網(wǎng)的諧波電流產(chǎn)生了諧波電壓，增加公共連接點(diǎn)電壓的諧波分量，加重了系統(tǒng)的諧波含量，并使系統(tǒng)的帶載能力受到了影響。

文獻(xiàn) 將濾波電容支路中串聯(lián)的電阻，替換成了與電容并聯(lián)的虛擬電阻，以減少系統(tǒng)的功率損耗，該方法需將電容電流引入到電壓調(diào)制信號中。并設(shè)法增加并網(wǎng)逆變器的等效輸出阻抗。通過分析，得到了逆變器的等效輸出阻抗，再利用并聯(lián)虛擬電阻的方法，對輸出阻抗進(jìn)行了校正，使其增大，提高LCL型逆變器對弱電網(wǎng)的適應(yīng)能力。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性，不加虛擬電阻的情況下，電網(wǎng)阻抗大到一定范圍后，微電網(wǎng)并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)不穩(wěn)定，并聯(lián)虛擬電阻的情況下，電網(wǎng)阻抗大到一定范圍后，微電網(wǎng)并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)不穩(wěn)定，并聯(lián)虛擬阻抗后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。