《主動配電網諧振生成機理與模態分析方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由武健擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：主動配電網諧振生成機理與模態分析方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：武健
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著主動配電網的建設，諧波諧振勢必呈現更為複雜的特性，如何科學合理的評估諧波諧振在主動配電網中的發生機理與危害程度是迫切需要解決的問題。本項目以主動配電網諧波諧振特性為研究對象，對其演化過程、動態特徵和形成機理進行基礎科學研究。具體內容包括：主動配電網串並聯諧振發生機理與固有特徵，電氣參數、逆變器工作特性以及包含微網和分散式電源的主動配電網拓撲結構對諧振特性的影響規律；主動配電網數學建模與諧波諧振特性理論模態分析，確定諧振頻率、振盪幅度、發生位置和危害範圍，揭示模型中的非線性因素對諧振特性的影響規律；基於運行數據的諧振特性工作模態分析，揭示工作狀態下真實的諧波諧振特性，修正主動配電網數學模型。本項目旨在揭示含多微網和分散式電源條件下主動配電網諧波諧振形成機理，為主動配電網的最佳化設計和諧波諧振防治奠定理論基礎。
結題摘要
隨著分散式能源發電技術、微型電網的的逐漸發展，大量併網變流器接入到主動配電網中，同時，電力電子技術的快速發展使得越來越多的非線性負載接入到配電網中。由於變流器和非線性負載的阻抗特性隨頻率變化而變化，外特性非常複雜，在頻率改變過程中，系統的特性難以確定，使主動配電網的諧振現象更加複雜，並使主動配電網系統諧振的分析變得困難。 本課題以主動配電網系統為研究對象，建立了樹形拓撲系統區域阻抗模型，並對系統的諧振特性進行了分析。首先，將主動配電網分為四個部分，分別是以變壓器為主的電網阻抗模型、輸電線路模型、負載模型和併網變流器模型。針對逆變器部分建模，本文選擇在αβ靜止坐標系下，採用網側電流、電容電流雙閉環反饋，在準比例諧振控制策略(QPR)下，建立了三相併網逆變器的輸出阻抗模型，在此基礎上，搭建了樹形拓撲主動配電網的三節點和四節點阻抗模型。 針對三節點和四節點主動配電網模型，本課題使用以迴路阻抗矩陣為核心的模態法分析系統的串聯諧振問題，針對系統的並聯諧振分析，則採用以節點導納矩陣為核心的模態法進行分析。通過對迴路阻抗矩陣和節點導納矩陣做特徵值分解，分別得到串聯諧振、並聯諧振的各次模態導納與模態阻抗的頻率分布，通過模態導納和模態阻抗取得極大值與否判斷系統諧振的頻率，並根據諧振頻率所在的模態值，判斷出系統易激勵和易觀測諧振的位置，並對四節點模型結論進行了仿真驗證，並得到了串聯和並聯諧振的關係。 在以矩陣分析為核心的模態法分析得到系統的諧振頻率後，基於靈敏度分析理論，對四節點主動配電網系統模型分別進行並聯和串聯諧振靈敏度分析，求得串聯諧振和並聯諧振發生時系統各元件的靈敏度值，並通過仿真驗證了靈敏度法分析元件參與情況的正確性，確定了系統的諧振中心。 最後，組建了含兩台逆變器的三節點主動配電網實驗平台，對模態法分析主動配電網系統諧振特性的正確性進行了實驗驗證。
