面向可再生主导电力系统的瞬态同步稳定性分析统一理论
系统与控制
2025-11-12 v1 系统与控制
摘要
电力发电方式从同步发电机(SG)向换流器的转变通常被视为电力系统的第二次革命。与传统电网中以摆动方程(SE)主要描述的同步机转子摆动不同，换流器动力学在现代可再生能源主导电力系统(RDPS)中起着不可或缺的作用。包括空间大规模、非线性、多时间尺度甚至顺序开关等高复杂度特征，阻碍了我们完全理解其动力学并在大扰动下评估其瞬态稳定性。本文建立并统一了各种可靠低电压通涌下依赖风力或光伏能源的可再生设备瞬态开关机制模型，这些模型可通过改变开关动力学的参数而完全描述为广义摆动方程(GSE)。GSE侧重于主导相位锁定环动力学，与SE相似。主要依据机械等价原理和能量守恒原理，提出了大幅改进的等面积准则方法。基于该方法，即使在大规模可再生能源场中，关键清除时间的计算误差也仅约为1%。这种基于非线性动力学的优雅方法建立了涵盖RDPS瞬态动力学建模与分析的统一理论。
引用
@article{arxiv.2511.08165,
title = {A Unified Theory for Transient Synchronization Stability Analysis of Renewable Dominated Power Systems},
author = {Meng Zhan and Miao Han and Yayao Zhang and Hongsheng Xu and Jiabing Hu and Shijie Cheng and Jürgen Kurths},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08165},
year = {2025}
}