电力电子并网装备的同步稳定分析与统一同步控制结构

随着新能源、直流输电、储能等技术的发展，大规模电力电子装备接入电网并深刻地改变着现代电力系统的动态特性。与同步发电机不同，电力电子装备由半导体开关器件所构成，它与电网之间的同步特性不是由物理旋转的转子主导，而是由相应的控制策略决定，即电力电子装备的大规模渗透使得电力系统逐渐由同步发电机主导的“物理同步”转变为“控制同步”。电力电子装备的高可控性与灵活性为提高电力系统的同步稳定性和动态性能提供了可能，但目前由于对电力电子装备“控制同步”特性的认识尚未完全清晰，难以做到发挥电力电子装备的优势以提升系统动态性能，甚至在很多情况下还会因为同步控制设计的不合理而出现同步失稳现象，危及电力系统安全稳定运行。为此，简要回顾当前电力电子装备的同步稳定分析与控制设计等方面的成果，并基于现有的同步控制结构，提出一种涵盖了锁相环型控制与组网型控制的统一同步控制结构，通过将不同类型的同步控制结构解析为控制回路之间连接方式的不同，进而将不同的同步控制结构参数化，并以此探索更优的同步控制结构。最后，对现有的同步稳定分析方法、技术路线与物理认识进行总结，并从中凝练出未来可能的研究方向。