摘要
随着化石能源的日益枯竭和环境承载能力的日益减弱，传统以化石能源为主导的能源战略结构亟待调整，为此以风能、太阳能为代表的可再生能源发电得到了迅速发展。由于此类清洁能源大多处于电网末端，可再生能源电力的接入和汇集十分困难，并且发电出力不稳定，会不断对电网造成扰动。针对上述可再生能源并网存在的问题，基于电压源换流器(voltage source converter，VSC)的并网结构凭借其控制灵活、可靠性高等优势成为解决该问题的有效方案。然而大规模电力电子设备的接入改变了电网的动态特性，电力电子设备与电网交互作用明显，容易引发谐振不稳定问题。 基于阻抗的稳定性分析法是研究电力电子交互系统谐振稳定性的有效方法，为此论文从并网VSC系统的阻抗特征展开研究。首先介绍了三相两电平VSC的小信号阻抗模型建立方法，可分为幽阻抗模型和序阻抗模型两大类;在此基础上，研究了VSC序阻抗的频率耦合特性，分析产生频率耦合现象的原因，提出_种考虑频率耦合特性的改进序阻抗模型，通过仿真验证了其准确性，并用数学推导论证了改进序阻抗模型和砌阻抗模型的等效性，二者在稳定性分析中是等价的;然后基于阻抗分析法，对比了使用传统序阻抗模型、改进序阻抗模型、砌阻抗模型得到的并网VSC系统判稳结果，并研究了VSC控制参数的变化对互联系统稳定性的影响;最后针对实际工程中存在的难以直接建立VSC阻抗模型和多VSC并网的中大型互联系统稳定性分析问题，给出了VSC阻抗的测量方法和多VSC并网系统阻抗聚合方法。 论文的研究工作为并网VSC系统谐振稳定性分析提供了借鉴，所提出的VSC改进序阻抗模型能有效提高稳定性分析准确度，并可指导控制器参数设计;多VSC并网系统阻抗聚合方法给工程中应用阻抗分析法提供了切实可行的技术方案，有利于推动新能源电力的发展和工程化应用。
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