宽频振荡

省级电网异步联网运行是我国电力系统发展的一种必然趋势。随着交流同步电网的逐步发展，电网覆盖面积、发电装机规模、用电负荷复杂性、电源种类及数量等逐渐增大，异步联网运行有利于提高电力系统的稳定性和电力设备的安全性，可防止电网事故的扩大，降低次生灾害的风险，从而增强大电网的可控性。但就目前来看，电力系统异步运行技术尚在发展之中，谐波超标、宽频振荡等新问题严重威胁着异步互联电网的安全稳定运行。 在此背景下，云南电网公司组织电力系统异步运行领域的专家编写了《电力系统异步运行实践》一书，聚焦“电力系统异步联网运行”，以阐述异步电力系统运行相关技术理论，分析相关实践经验为宗旨，充分展示电力行业关于电力系统异步联网运行技术与实践研究的最新成果和前沿进展。

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。

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。

大规模新能源接入造成不确定性的缺电、弃电并存;电力系统调频/调峰/备用容量不足缺乏转动惯量和阻尼，调节能力和抗扰动能力持续下降，甚至出现宽频振荡等新型稳定问题。

现代电力系统表现出含高比例可再生能源和高比例电力电子设备“双”特，电力系统中不同频率的谐、间谐波与工频量相互，将可能导致宽频振荡，威胁电力系统安全稳定运。针对无法在三相不平衡状态下实现宽频振荡准确检测的问，提出了基于（现场可编程门阵）和正序瞬时功率算法的宽频振荡检测技。利用三相正序瞬时功率能滤除三相不平衡分量的原理，确保宽频振荡的检测结果不受三相不平衡的影响。利并行计算的特，大幅提升了宽频振荡检测算法的性。测试结果表，该技术能够在发生宽频振荡时准确检测出振荡分，解决了现有技术存在误判和并行计算能力不足的问题。

伴随高比例新能源接入并网，源网荷储四侧正发生着特性变化，电力系统将面临安全稳定方面的六大核心问题——电力电量平衡、短路电流、同步稳定、宽频振荡、电压稳定和频率稳定。

近日，中国电科院可再生能源并网全国重点实验室与三峡集团云南能源投资有限公司通力协作，圆满完成了三峡云南能投下属的光伏电站群宽频振荡事件的仿真复现、定位、抑制及现场试验，最终成功解决并网宽频振荡难题。

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。

电力系统宽频振荡具有宽频域、非线性和时变性的特点，对振荡分类在准确性、快速性等方面提出了更高的要求。为此，提出一种基于自适应变分模态分解(adaptive variational mode decomposition, AVMD)的多尺度模糊熵(multi-scale fuzzy entropy, MFE)和变量预测模型(variable predictive model-based class discriminate, VPMCD)相结合的宽频振荡分类新方法。首先，对宽频振荡信号进行AVMD，得到固有模态分量(intrinsic mode functions, IMFS)。然后，引入MFE对IMFS进行时域特征描述，同时实现对IMFS构造特征向量的降维处理。最后，采用VPMCD对MFE降维后的特征向量实现宽频振荡的分类检测。通过仿真和实测数据分析，结果表明，所提方法的宽频振荡分类检测准确率比支持向量机(support vector machines, SVM)、BP神经网络方法的分类准确率更高，分类时间更短。

能源电力清洁低碳转型过程中，新能源装机占比不断提高，高比例新能源、高比例电力电子设备的“双高”特征愈加突出，电力系统运行特性发生了深刻变化，宽频振荡问题成为影响“双高”电力系统安全、稳定运行的主要挑战之一。近年来，我国学者在新能源并网系统宽频振荡分析与抑制方面取得了重大突破，推动了新能源并网技术进步、能源转型发展。