【本站讯】近日,我校石大山能新能源学院徐海亮教授团队在新能源变流调控技术领域取得系列进展。相关成果先后发表在IEEE Transactions on Energy Conversion、Journal of Modern Power Systems and Clean Energy、IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics等电气领域国际权威期刊上。该研究工作得到国家自然科学基金项目、山东省泰山学者、山东省自然科学基金等项目资助。
规模化开发利用风电等新能源是实现“碳中和”战略目标的关键举措。然而,相比传统火电、水电,新能源发电机组的过流能力弱、暂态易失稳、故障穿越能力不足,严重威胁着电网的安全稳定运行。针对上述问题,徐海亮教授团队揭示了新能源发电机组的暂态响应特性,阐明了新能源并网发电系统的多维振荡谐振机理,并提出了致稳控制策略,显著提升了新能源并网系统的安全稳定运行能力。
针对电网短路故障下新能源机组采用虚拟同步控制(VSG)下易出现的功角失稳和过电流问题,团队提出了一种协同暂态稳定调控策略。研究发现,电网短路故障下,虚拟同步发电机暂态稳定性、故障电流限制以及无功功率支持等三个约束之间存在着强耦合关系;通过调整无功功率-电压下垂系数,可以实现对VSG输出电压的动态控制,进而确保VSG满足故障电流和无功功率支持的要求;而暂态稳定性与VSG输入、输出有功功率之间的不平衡有关,通过计及故障电流限制和无功功率支持约束下VSG有功功率参考值的动态设计,能够显著增强VSG的功角稳定性,从而保证新能源机组的暂态稳定性。相关成果在线发表于《IEEE Transactions on Energy Conversion》。论文第一作者为石大山能新能源学院葛平娟博士,通讯作者为徐海亮教授。
针对跟网型(GFL)、构网型(GFM)新能源发电机组构成的异构变流器并联系统(HIPS)失稳振荡问题,团队提出了一种不改变跟网型和构网型控制模式的分频补偿控制策略。该策略根据GFL和GFM的谐振特性来确定分频边界,并依据谐波功率比和谐振频率动态调整系统的运行模式。这种分频补偿控制策略不仅有助于提高系统的稳定性和响应速度,而且为解决HIPS中存在的多维谐振问题提供了一个有效的解决方案,使其能够更好地服务于现代电力系统的需要,对于推动智能电网的发展具有重要意义。相关成果在线发表于《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》。论文第一作者为石大山能新能源学院2021级硕士生林鸿彬,通讯作者为葛平娟博士。
针对基于模块化多电平换流器(MMC)的新能源并网系统高频谐振(HFRs)问题,团队提出了一种自适应虚拟阻抗(AVI)策略来检测和抑制多个高频谐振。谐振检测和虚拟阻抗被配置在每个负阻尼带内,虚拟阻抗的参数则通过实时接收检测到的谐振频率进行自适应调整。与已有的自适应方法相比,团队提出的策略能够检测并有效抑制多个高频谐振,无需预先获取谐振信息,且可以在高频谐振发生时自适应地进行抑制,因而具有更强的弱电网适应性。相关成果在线发表于《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》。论文第一作者为石大山能新能源学院2021级硕士生刘春震,通讯作者为徐海亮教授。
徐海亮教授团队主要从事新能源发电及并网调控、车载微电网技术研究。近五年,团队承担国家自然科学基金6项,在IEEE汇刊、中国电机工程学报等期刊发表论文80余篇、授权国家发明专利15项;获中国电源学会科技进步特等奖(基础研究类)、军队科技进步二等奖、青岛市自然科学二等奖等。
相关链接:
1.https://ieeexplore.ieee.org/document/10786925
2.https://ieeexplore.ieee.org/document/10771625
3.https://ieeexplore.ieee.org/document/10663494