变流器

针对储能系统中多电池簇健康状态均衡问题，提出储能系统多电池簇健康状态均衡控制策略，该策略依据电池寿命变化规律和并网要求设置储能变流器并网功率下限，基于该下限确定系统参与运行的储能变流器台数，再结合层次分析法对参与运行的各电池簇健康状态进行量化评价，求得各储能变流器承担并网功率指令的权重系数和相应的功率大小，调整参与运行的储能变流器台数和传输功率以确保各储能变流器功率不越限。将所提控制策略与均摊控制策略相比，结果表明，所提策略可有效均衡各电池簇健康状态，延长储能电站整体使用寿命40.6%，有效提高了储能电站的安全性和经济性。

构网型的基本原理是控制网侧变流器输出电压的幅值/相位，使其作为自同步电压源并网，模拟同步机运行机制。电压源具备对电网内的有功、电压变化的自主响应机制，具备优异的动态性能但这也导致了在不同时间尺度上，其对直流电压维持能力和机侧能量提出了更高的要求。

阻抗分析法因适用于并网变流器控制结构和参数均未知的黑箱系统，已成为工程中评估宽频振荡风险的重要选择。以跟网型三相两电平变流器为例，首先，使用谐波线性化方法，严格推导了计及直流侧耦合的交流侧全工况开/闭环理论阻抗模型，实现了模型参数与工作点高阶项的完全解耦。其次，依据理论模型特征，明确了黑箱辨识方法的基本原理，分析了辨识单一开/闭环阻抗模型频率响应所需的工况数量。使用辨识得到的全工况阻抗模型，实现了不同短路比条件下系统安全运行域的快速评估，并通过时域仿真验证了其准确性。此外，讨论了所提方法的合理性、普适性以及相对于深度学习方法的优越性，为阻抗分析法的实际应用提供了参考。

构网型变流器具有较好的惯量阻尼特性，目前已经成为新能源方面的研究焦点。为此，首先研究构网型风电变流器的阻尼特性，从阻抗的角度分析其对外等效特性，并利用伯德判据分析其在并网时的稳定性；其次从惯量的角度研究构网型风电变流器对电网的频率支撑特性，通过仿真分析，对比构网型风电变流器与跟网型风电变流器在电网频率变化及风机侧功率变化时的支撑能力。研究结果表明：构网型风电变流器对外阻抗特性呈阻感特性，并网稳定性较好；构网型风电变流器在电网故障时能够提供一定的功率支撑，等效增加了系统的惯量，并网特性较好。

直流微电网系统规模不断增大，大量变流器并入电网导致稳定性问题严峻，传统阻抗分析法在建立复杂拓扑网络的等效模型时存在一定局限性。为此，文章提出基于广义阻抗比的改进阻抗分析法，首先推广传统阻抗比的概念，根据端口特性建立系统等效模型，推导并定义广义阻抗比来表征系统稳定性。进一步对系统进行小信号建模，得出基于广义阻抗比的稳定判据进行分析。最后，通过算例分析和时域仿真验证了所提方法在多变流器直流微电网系统稳定性分析中的正确性和有效性。

石化能源枯竭直接推动新能源产业的飞速发展，而新能源的不稳定特性使其大多无法直接并入电网或给负荷供电。储能已渗透到电源侧、电网侧、用户侧等各环节[1]，发展潜力巨大，它将电能进行存储，一方面平抑了波动，另一方面使得能源在时间尺度上的平移变得可能，是新能源产业的支撑技术。储能的并网发电与多类型储能协调利用分别涉及到并网变流器和储能系统上层控制，对新型储能变流器算法及混合储能协调控制器算法的开发能够扩展储能系统的应用，具有广阔前景。为了加快培养储能领域“高精尖缺”人才，教育部、国家发展改革委、国家能源局三部委联合制定了《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》，为推动我国储能产业和能源高质量发展做好引导。

对具有构网能力的网接变流器的需求，电力系统安全运行依赖于同步电机的一些特性，比如自同步、惯性和快速频率反应、系统强度支持、使用PSS来稳定低频振荡，发电构成变化同步发电机逐步退出，而新能源发电比例在增加新能源发电比如风电和光伏都是通过变流器与系统连接目前电网里大多数网接变流器还在采用跟网控制模式，不具有电网支撑能力。

为了深入分析VSC-HVDC（基于电压源换流器的高压直流输电）系统宽频振荡失稳的机理并快速准确评估系统的稳定性，提出一种基于z域阻抗的建模方法和稳定性判据。首先，基于精确离散化的方法，分别建立了考虑锁相环、电流内环和电压前馈控制的电压源型变流器z域阻抗模型，以及交流电网在全局坐标系下的z域阻抗模型。然后，基于盖尔圆定理提出广义禁区判据，分析了锁相环和线路阻抗对系统稳定性的影响。最后，搭建VSC-HVDC仿真系统进行分析，证明了所提广义阻抗判据的有效性。