大規(guī)模光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)輸電線路并網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)迫次同步振蕩機(jī)制

電力電子技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了新能源并網(wǎng)大規(guī)模的開發(fā)利用，以風(fēng)電、光伏為代表的高比例新能源并網(wǎng)成為未來電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì).光伏出力受環(huán)境影響顯著，具有顯著的隨機(jī)性、間歇性，同時(shí)作為并網(wǎng)接口電力電子變流器存在非線性特征，這兩者將給電網(wǎng)帶來復(fù)雜的諧波問題，并可能引起振蕩穩(wěn)定.文獻(xiàn)[5]記錄了實(shí)際光伏電站并網(wǎng)的錄波數(shù)據(jù)，證實(shí)了光伏并網(wǎng)存在大量諧波.

新能源出力具有隨機(jī)性、波動(dòng)性，導(dǎo)致新能源發(fā)電系統(tǒng)輸出電流頻譜復(fù)雜且頻率時(shí)變，這些間諧波可能造成電力系統(tǒng)振蕩穩(wěn)定性問題.文獻(xiàn)[6]表明處于次同步頻段的間諧波分量與鄰近發(fā)電機(jī)軸系機(jī)械振蕩的相互作用，將會(huì)誘發(fā)系統(tǒng)次同步振蕩，進(jìn)而危及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行.此外，間諧波不僅可以激發(fā)火電機(jī)組的軸系固有弱阻尼模式，還可能激發(fā)電力系統(tǒng)中其他弱阻尼模式進(jìn)而引發(fā)強(qiáng)迫振蕩；文獻(xiàn)[8]分析了新疆哈密直驅(qū)風(fēng)機(jī)次同步振蕩事故特征，提出事故實(shí)質(zhì)為直驅(qū)風(fēng)機(jī)間諧波激發(fā)的風(fēng)電控制系統(tǒng)模態(tài)引發(fā)的強(qiáng)迫次同步振蕩.

從吳躦輝走進(jìn)這個(gè)行業(yè)開始，地推、經(jīng)銷商會(huì)、農(nóng)民會(huì)等等這些基礎(chǔ)的推廣工作他就一直在做。同時(shí)每個(gè)新產(chǎn)品上市前都會(huì)展開試驗(yàn)示范，把產(chǎn)品的效果更加真實(shí)地展現(xiàn)在農(nóng)民眼前，讓農(nóng)民對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生更大的認(rèn)同感。如今，吳躦輝扎根基層10年后，他所負(fù)責(zé)區(qū)域的化肥銷售量達(dá)到了8000噸，營業(yè)額上億元。

新能源并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的間諧波可能誘發(fā)強(qiáng)迫振蕩，因此揭示間諧波產(chǎn)生機(jī)制及特性對(duì)于抑制系統(tǒng)振蕩具有重要意義.不同工作頻率系統(tǒng)的相互調(diào)制會(huì)產(chǎn)生間諧波，文獻(xiàn)[8]建立低頻間諧波頻率與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，分析了間諧波分布情況及時(shí)變性；文獻(xiàn)[10]分析了光伏逆變器直流電壓擾動(dòng)引起的間諧波幅頻與相頻特性；文獻(xiàn)[11-16]指出光伏逆變器的擾動(dòng)式最大功率點(diǎn)追蹤 (Maximum Power Point Tracking, MPPT)將導(dǎo)致其在外部環(huán)境恒定時(shí)持續(xù)輸出間諧波，并對(duì)間諧波特性進(jìn)行了分析.

目前，對(duì)于光伏次同步振蕩機(jī)制的研究主要以負(fù)阻尼理論為主，基于系統(tǒng)的小信號(hào)線性化模型，利用阻抗法、特征值法研究系統(tǒng)穩(wěn)定性.文獻(xiàn)[22]建立光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的序阻抗模型，并應(yīng)用序阻抗模型研究了光伏電站接入弱交流電網(wǎng)時(shí)次同步振蕩的機(jī)理和特點(diǎn)；文獻(xiàn)[23-24]對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行特征值分析，發(fā)現(xiàn)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中存在次同步振蕩模式，并分析了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)次同步振蕩特性的影響.上述研究成果多集中于大規(guī)模光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的間諧波產(chǎn)生原因及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)阻尼次同步振蕩特性，但未關(guān)注光伏間諧波(激勵(lì)源)與光伏并網(wǎng)系統(tǒng)(受迫系統(tǒng))相互作用引發(fā)的強(qiáng)迫次同步振蕩研究機(jī)制.

綜上所述，本文揭示了光伏逆變器的擾動(dòng)式MPPT產(chǎn)生的間諧波激發(fā)強(qiáng)迫次同步振蕩機(jī)理.主要研究?jī)?nèi)容如下：首先，結(jié)合調(diào)制理論研究，基于擾動(dòng)式MPPT光伏逆變器的直流電壓擾動(dòng)與輸出間諧波之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，分析了間諧波產(chǎn)生機(jī)制；其次基于小信號(hào)模型特征值分析系統(tǒng)振蕩特性；然后揭示間諧波激勵(lì)受迫系統(tǒng)引發(fā)強(qiáng)迫振蕩的機(jī)理及特性；最后，在PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)建立詳細(xì)的電磁暫態(tài)模型，驗(yàn)證了理論的正確性.

1 大規(guī)模光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)

1.1 大規(guī)模光伏并網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

以青海某大規(guī)模光伏串補(bǔ)系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)主要由大型光伏電站、各電壓等級(jí)變壓器、輸電線路等構(gòu)成，如圖1所示.整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)100 MW的大型光伏電站升壓后匯流至330 kV母線，然后經(jīng)330 kV/750 kV升壓變電站匯入主電網(wǎng).假設(shè)每個(gè)光伏電站的330 kV線路阻抗均相同，記為；750 kV線路阻抗記為；750 kV變電站共包含臺(tái)330 kV/750 kV變壓器，每臺(tái)變壓器對(duì)應(yīng)個(gè)光伏電站進(jìn)行升壓.

1.2 光伏發(fā)電單元拓?fù)浼翱刂平Y(jié)構(gòu)

2 大規(guī)模光伏系統(tǒng)強(qiáng)迫次同步振蕩機(jī)制

本節(jié)分析光伏逆變器間諧波激發(fā)強(qiáng)迫次同步振蕩機(jī)理.強(qiáng)迫振蕩由包含弱阻尼振蕩模式的受迫系統(tǒng)與外部激勵(lì)源兩個(gè)相互作用的部分，因此強(qiáng)迫次同步振蕩機(jī)理涉及受迫光伏系統(tǒng)的固有振蕩特性、間諧波的產(chǎn)生機(jī)制以及間諧波激勵(lì)光伏系統(tǒng)固有振蕩模式的機(jī)制.

我對(duì)自己說，林靜，這回有理由罵街了吧，成為潑婦不是我的本意，我也是被逼的。我站在窗外三分鐘，盯著這個(gè)溫情的畫面，我忍住沒有沖進(jìn)去。

2.1 光伏間諧波產(chǎn)生機(jī)制

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生間諧波的主要原因：① 光照的隨機(jī)變化將導(dǎo)致光伏輸出的直流電壓隨機(jī)波動(dòng)，通過逆變器交直流側(cè)相互作用，在交流側(cè)產(chǎn)生復(fù)雜的間諧波分量；② MPPT控制不斷調(diào)整逆變器直流電壓指令，以獲取最大功率輸出，導(dǎo)致逆變器直流側(cè)電壓波動(dòng)，在交流側(cè)產(chǎn)生間諧波分量.就擾動(dòng)形式而言，同一光伏電站包含多個(gè)光伏發(fā)電單元，為調(diào)控方便，通常采用同一廠家的產(chǎn)品，因此光伏發(fā)電單元MPPT追蹤技術(shù)、控制策略及結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，易積累一定頻率的間諧波，從而對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成沖擊.擾動(dòng)式MPPT產(chǎn)生間諧波的機(jī)理如圖3所示.一般情況下，光伏電池功率-電壓(-)曲線為單峰值函數(shù).

光伏發(fā)電的功率極值點(diǎn)即為光伏電池的最大功率點(diǎn)，當(dāng)光伏電池輸出電壓為時(shí)輸出功率最大，即為光伏電池的最大功率點(diǎn)(Maximum Power Point, MPP)所對(duì)應(yīng)的電壓值.隨外部環(huán)境溫度變化，日照輻射量實(shí)時(shí)變化，MPPT控制策略能夠保證光伏系統(tǒng)輸出功率跟蹤最大可能捕獲的功率.單級(jí)式逆變器通過控制直流電壓指令值改變逆變器直流電壓大小以實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)追蹤.

式中：Δ為方程狀態(tài)變量.等式左邊等值光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)系統(tǒng)，即受迫振蕩系統(tǒng)，含串補(bǔ)輸電系統(tǒng)/控制系統(tǒng)的固有振蕩模式，則該固有模態(tài)角頻率和阻尼比可以由式(6)求解，表示為

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，附屬實(shí)體表與主實(shí)體表的聯(lián)系類型為“1對(duì)多”，每一個(gè)附屬實(shí)體的鍵對(duì)應(yīng)若干個(gè)主實(shí)體表的鍵。而主實(shí)體表與聯(lián)系表之間的聯(lián)系類型也是“1對(duì)多”，每一個(gè)主實(shí)體表的鍵，對(duì)應(yīng)多個(gè)聯(lián)系表的鍵。對(duì)于“多”方的多個(gè)鍵可以通過鏈表的方式連起來。而對(duì)于聯(lián)系類型“1對(duì)多”，可以創(chuàng)建一個(gè)哈希表，實(shí)現(xiàn)從“1”方到“多”方的映射。該哈希表的鍵為“1”方的鍵，哈希表的值為與“1”方對(duì)應(yīng)的“多”方的鍵的鏈表。因此，可以采用如下方法，構(gòu)建全局的元組ID傳播哈希表，將多個(gè)關(guān)系實(shí)現(xiàn)虛擬連接。

(1)

式中：sgn()為階躍函數(shù)，為正時(shí)，sgn()輸出為1，為負(fù)時(shí)，sgn()輸出為 -1；d、d分別為前后周期光伏電源輸出功率差值、直流電壓差值，即d=()-(-1)，d=()-(-1)為獲取優(yōu)良的MPPT效果，擾動(dòng)式MPPT擾動(dòng)步長與擾動(dòng)間隔應(yīng)當(dāng)匹配，較小的擾動(dòng)步長一般需要較高的擾動(dòng)頻率，以此保證MPPT準(zhǔn)確追蹤基礎(chǔ)上獲得最大的實(shí)時(shí)輸出功率.

1.3.3 加強(qiáng)田間管理 發(fā)病初期及時(shí)拔除病株，并在田外銷毀。施足有機(jī)肥，增施磷、鉀肥，提高植株自身的抗病性，減輕病害；栽培前期及時(shí)供水，澆水后及時(shí)松土，提高地溫，促進(jìn)發(fā)根；栽培中期注意通風(fēng)，防止徒長，促花保果。

cos(2π+)

中國儲(chǔ)運(yùn)：隨著工業(yè)4.0與中國制造2025思潮的推廣，物流設(shè)備也開始從自動(dòng)化向智能化發(fā)展，英特諾如何利用這一趨勢(shì)，更好地發(fā)揮自己的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)來進(jìn)一步獲得客戶的認(rèn)同？在產(chǎn)品、售后和市場(chǎng)推廣方面有哪些體現(xiàn)？

(2)

式中：為MPPT三點(diǎn)式振蕩的基波頻率，且=0.25；為諧波次數(shù)；和為次諧波的等效振蕩幅值及初始相位；為時(shí)間.一般情況下將Δ設(shè)置為幾伏至十幾伏不等，相應(yīng)的=0.001～0.5 s，則一般有=0.5～25 Hz.

由式(2)可知，在外部溫度及日照輻射恒定時(shí)，基于擾動(dòng)式MPPT的光伏逆變器的直流電壓存在持續(xù)擾動(dòng)，采樣周期及擾動(dòng)步長將直接決定其擾動(dòng)特性.在式(2)直流電源指令作用下，逆變器輸出電流的軸分量為

(3)

式中：c0為軸電流直流分量；c和分別為軸電流擾動(dòng)分量幅值和相位.由此可見，逆變器輸出電流的軸分量中同樣存在擾動(dòng)量，其振蕩頻率與MPPT直流電壓擾動(dòng)相同.c值的大小與直流電壓擾動(dòng)頻率、擾動(dòng)幅值均成正相關(guān).通過派克反變換，將逆變器輸出、軸分量電流轉(zhuǎn)換至三相坐標(biāo)系：

(4)

[15] Hasan Alwi, Dendy Sugono, Politik Bahasa:Rumusan Seminar Politik Bahasa, Jakarta: Pusat Bahasa, 2003, pp. xii-xiv.

(5)

式中：Δ()為通解，是與式(8)對(duì)應(yīng)的齊次微分方程式(6)的解，也稱自由分量；Δ()為特解，即為式(8)的穩(wěn)態(tài)解，也稱強(qiáng)迫分量，代表間諧波小擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)分量.

2.2 光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)迫振蕩機(jī)理分析

式中：和為光伏系統(tǒng)初始條件決定的常數(shù)；為角頻率，且

(6)

評(píng)書有著鮮明的藝術(shù)“套路”：開場(chǎng)有“定場(chǎng)詩”，介紹新角有“開臉兒”，講場(chǎng)景有“擺砌末”，此外還有“賦贊”“垛句”（串口）“關(guān)子”和“扣子”等相對(duì)固定的風(fēng)格技巧。之所以說相對(duì)固定指的是表演形式，但內(nèi)容并不統(tǒng)一。單田芳常用的“定場(chǎng)詩”就有“道德三皇五帝，功名夏后商周，五霸七雄鬧春秋，頃刻興亡過首。青史幾行名姓，北茫無數(shù)荒丘，前人撒種后人收，無非是龍爭(zhēng)虎斗”和“三尺龍泉萬卷書，上天生我意何如？不能治國安天下，妄稱男兒大丈夫”等。記得小時(shí)候聽湖北大鼓，開場(chǎng)白總會(huì)扯上一段與故事毫無關(guān)聯(lián)的奇聞逸事，大抵是為了活躍活躍氣氛，舒緩下緊張的神經(jīng)吧。

論證區(qū)地下熱水中鍶、鋰及偏硅酸含量達(dá)到《飲用水天然礦泉水》(GB8537-2008)中的界限指標(biāo)。5組溫泉水水樣中S01、S02、S18三個(gè)泉點(diǎn)水質(zhì)中鍶、鋰及偏硅酸均達(dá)標(biāo)，#01及S05僅鍶達(dá)標(biāo)。其中#01和S18砷含量分別為0.018 mg/l、0.037 mg/l，超過飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)0.01 mg/l，不能直接作為天然礦泉水飲用。關(guān)鍵元素對(duì)比見表1。

(7)

光伏交流系統(tǒng)中除含有基波主導(dǎo)分量外，還存在頻率分別為±(=1, 3, 5…)的正序間諧波分量，為建模這些間諧波的作用，在式(6)右邊施加一個(gè)角頻率=2π(通常只考慮=1的情況)的強(qiáng)迫分量，則可得一個(gè)2階線性非齊次常微分方程：

(8)

式中：和分別為次同步間諧波的幅值和角頻率.等式右側(cè)表示間諧波擾動(dòng)源，此處為光伏逆變器因MPPT產(chǎn)生的次同步頻段間諧波.

李小軍，是齊魯石化公司勝利煉油廠的一名基層骨干，也是中國石化的“最美青工”。去年初，他完成了石油化工管理干部學(xué)院舉辦的“催化裂化專家培訓(xùn)班”所有課程的學(xué)習(xí)，不但6項(xiàng)考核綜合排名第一，榮獲“優(yōu)秀學(xué)員”，而且完成了近300頁的大作業(yè)《裝置標(biāo)定計(jì)算與技術(shù)分析》，又以第一名的成績(jī)獲得“班級(jí)優(yōu)秀大作業(yè)”。

根據(jù)2階線性常微分方程解的結(jié)構(gòu)，式(8)的解由通解和特解兩部分組成：

Δ=Δ()+Δ()

(9)

求解式(6)，可得式(8)的通解：

Δ()=e- (cos+sin)

(10)

基于強(qiáng)迫振蕩理論，對(duì)間諧波擾動(dòng)所激發(fā)的大規(guī)模光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)迫次同步振蕩機(jī)制進(jìn)行分析.出于一般性考慮，圖1所示的大規(guī)模光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)線性化模型在模態(tài)空間解耦，對(duì)于該系統(tǒng)的任意一對(duì)主導(dǎo)模態(tài)均對(duì)應(yīng)一個(gè)2階線性齊次常微分方程：

(11)

由式(10)可知，Δ()為暫態(tài)分量，光伏系統(tǒng)固有參數(shù)決定其振蕩形態(tài)：系統(tǒng)正阻尼時(shí)，該分量衰減消失；系統(tǒng)負(fù)阻尼時(shí)，該分量則呈現(xiàn)出發(fā)散振蕩.

綜上，擾動(dòng)式MPPT通過比較各電氣量的大小關(guān)系，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，同時(shí)上述過程可利用下式進(jìn)行定量描述：

由式(8)求解可得特解：

Δ()=cos(-)

(12)

式中：為Δ()的振蕩幅值；為相位，其表達(dá)式為

(13)

作為間諧波小擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)分量，Δ()的振蕩頻率與擾動(dòng)頻率相同.其幅值和相位取決于受迫光伏系統(tǒng)的固有特性和間諧波小擾動(dòng).結(jié)合式(12)和(13)，引起光伏強(qiáng)迫次同步振蕩的主要條件如下：

(14)

(2) 受迫系統(tǒng)的次同步振蕩模式阻尼較弱.由式(14)可知，與近似成反比關(guān)系，即次同步振蕩模式阻尼越小，所激發(fā)的強(qiáng)迫振蕩幅值越大.

(3) 光伏間諧波小擾動(dòng)需要達(dá)到必要的幅值.由式(14)可知，與成正比，即越大，則越大.光伏電站中光伏發(fā)電單元高度集中，一般采用同廠家光伏設(shè)備，其MPPT技術(shù)相同，因此各光伏逆變器產(chǎn)生的間諧波頻率接近，易積累出一定的幅值，從而對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅.

延續(xù)性護(hù)理一方面能夠?yàn)榛颊咛峁┻B續(xù)的護(hù)理,確保護(hù)理的完整性,另一方面可以有效的實(shí)現(xiàn)患者長期康復(fù)的目的。醫(yī)院實(shí)行整體化責(zé)任護(hù)理,延續(xù)性護(hù)理是很好的補(bǔ)充部分,使患者在出院后,能夠在院外得到持續(xù)的衛(wèi)生保健服務(wù),進(jìn)而大大提升患者認(rèn)識(shí)水平,降低并發(fā)癥,促使患者更好康復(fù),同時(shí)還能夠避免疾病的復(fù)發(fā)以及惡化加重,從而增進(jìn)患者的幸福感。本文比較兩組患者護(hù)理干預(yù)前后即出院時(shí)與出院1年后患者自我護(hù)理能力,結(jié)果顯示兩組患者出院時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均無明顯差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05);出院1年后,觀察組患者各項(xiàng)指標(biāo)明顯高于對(duì)照組,差異顯著有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。

3 算例仿真驗(yàn)證

參照?qǐng)D1中大規(guī)模光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，在PSCAD/EMTDC中搭建電磁暫態(tài)時(shí)域仿真模型.系統(tǒng)基準(zhǔn)容量為1 000 MW，基準(zhǔn)頻率為 50 Hz，其他電氣參數(shù)如表1所示.

光伏電站中單個(gè)發(fā)電單元的直流側(cè)電壓和電容分別為0.78 kV和 7 800 μF，并網(wǎng)點(diǎn)電壓為0.48 kV，其他參數(shù)如表2所示.其中，、和、分別為電流內(nèi)環(huán)、軸的比例和積分參數(shù)，和分別為直流電壓外環(huán)的比例和積分參數(shù)，和分別為鎖相環(huán)比例和積分參數(shù).

3.1 光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)固有次同步振蕩模式

根據(jù)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)坐標(biāo)系下的小信號(hào)模型和表1以及表2所示算例參數(shù)，計(jì)算大規(guī)模光伏經(jīng)串補(bǔ)系統(tǒng)的特征值，結(jié)果如表3所示.其中為頻率，系統(tǒng)共有14個(gè)模式，包含5個(gè)振蕩模式.

W1#=0.6(0.6415,0.1279,0.7428,0.1056,0.0961)+0.4(0,0.5089,0.4449,0.5179，0)T=(0.3849,0.2803,0.6236,0.2705,0.0577)T

水下機(jī)器人的實(shí)物圖如圖9所示,為了驗(yàn)證面向水下機(jī)器人協(xié)同的LIFI的通信功能,本文在水池中進(jìn)行了水下機(jī)器人的協(xié)同作業(yè)實(shí)驗(yàn),通過使用LED燈來模擬主機(jī)水下機(jī)器人,然后通過LED燈發(fā)送數(shù)據(jù)操控從機(jī)水下機(jī)器人進(jìn)行水下各種姿態(tài)的變換以及機(jī)器人的抓取實(shí)驗(yàn),作業(yè)機(jī)器人上各種傳感器采集的數(shù)據(jù)通過機(jī)器人上的LED燈進(jìn)行發(fā)送,通過接收端的解調(diào)后上傳到上位機(jī)中進(jìn)行顯示。

為獲取優(yōu)良的MPPT效果，擾動(dòng)式MPPT擾動(dòng)步長與采樣時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)匹配，結(jié)合式(2)分析可知，與光伏擾動(dòng)MPPT頻率接近的光伏逆變器控制系統(tǒng)的次同步振蕩模式為.根據(jù)參與因子分析可知，模式由系統(tǒng)鎖相環(huán)參數(shù)主導(dǎo)，當(dāng)和變化時(shí)，的變化軌跡如圖5所示.

由圖5可知，隨著的增加，阻尼增加頻率略有降低；隨著的增加，阻尼減小頻率增加.系統(tǒng)在特定的鎖相環(huán)參數(shù)下呈現(xiàn)弱阻尼的次同步振蕩模式，存在與光伏間諧波相互作用的強(qiáng)迫振蕩風(fēng)險(xiǎn).此外，在不合理的鎖相環(huán)參數(shù)下，呈現(xiàn)負(fù)阻尼特性，存在自激失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn).

3.2 光伏間諧波驗(yàn)證

為驗(yàn)證2.1節(jié)光伏間諧波產(chǎn)生機(jī)制，在PSCAD/EMTDC中搭建光伏逆變器并網(wǎng)仿真模型，算例光伏發(fā)電單元參數(shù)設(shè)置參考單個(gè)發(fā)電單元參數(shù)(見表2).單級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器采用擾動(dòng)觀測(cè)法作為MPPT算法，設(shè)Δ=10V、=0.1 s；外部環(huán)境維持恒定，光照輻射強(qiáng)度為800 W/m，溫度為25 ℃.在此算例參數(shù)下，逆變器直流電壓、輸出電流波形及FFT分析結(jié)果如圖6所示.其中，為諧波幅值.

由圖6可知，當(dāng)算例逆變器采用擾動(dòng)式MPPT時(shí)，直流電壓及逆變器輸出電流軸分量中包含=2.5，7.5，12.5，17.5 Hz的擾動(dòng)量，交流側(cè)并網(wǎng)電流主要包含52.5 Hz/47.5 Hz、57.5 Hz/42.5 Hz、62.5 Hz/37.5 Hz、57.5 Hz/32.5 Hz的間諧波分量，分析結(jié)果與2.1節(jié)內(nèi)容相對(duì)應(yīng).光伏逆變器直流電壓同一頻率擾動(dòng)分量將導(dǎo)致逆變器輸出電流產(chǎn)生兩個(gè)幅值相同，其頻率之和為2倍頻基頻的間諧波電流分量.根據(jù)式(5)可知，擾動(dòng)觀測(cè)法將在逆變器直流電壓造成=1，3，5…的奇數(shù)次諧波擾動(dòng)，導(dǎo)致逆變器輸出間諧波成分復(fù)雜.

3.3 光伏串補(bǔ)系統(tǒng)強(qiáng)迫次同步振蕩

對(duì)圖1所示的固有弱阻尼振蕩模式與光伏間諧波之間交互影響下的強(qiáng)迫振蕩現(xiàn)象進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真.需要明確的是，基于、軸下的小干擾動(dòng)態(tài)模型所得系統(tǒng)固有振蕩模式對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的、軸分量，即系統(tǒng)的直流量；逆變器輸出間諧波在、軸下的擾動(dòng)分量頻率與系統(tǒng)固有振蕩模式相接近，并滿足于式(13)推導(dǎo)出的3個(gè)次同步強(qiáng)迫振蕩發(fā)生的條件.

..間諧波頻率的影響 根據(jù)2.3節(jié)研究成果，在大規(guī)模光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)中，次同步振蕩模式的阻尼較弱且頻率段與較為吻合，有可能被激發(fā)出強(qiáng)迫振蕩.同樣基于PSCAD/EMTDC平臺(tái)建立時(shí)域仿真模型，利用前文算例，保留變壓器勵(lì)磁支路的大規(guī)模光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)電氣參數(shù)，并調(diào)節(jié)系統(tǒng)鎖相環(huán)參數(shù)至=20、=10 000 時(shí)，系統(tǒng)固有振蕩模式對(duì)應(yīng)的特征值為-0.727± 9.679×2π.基于擾動(dòng)式MPPT基本原理，在直流電壓指令值中直接施加式(2).考慮小擾動(dòng)計(jì)算誤差后，以系統(tǒng)固有振蕩頻率9.769 Hz為中心的微調(diào)系統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器所發(fā)出的間諧波頻率，設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行至40 s時(shí)施加直流電壓擾動(dòng)，直流電壓擾動(dòng)幅值()恒定為 5 V，不同擾動(dòng)頻率()時(shí)系統(tǒng)并網(wǎng)有功功率(′)及無功功率()波形如圖7所示.可知，當(dāng)=9.35 Hz 時(shí)，系統(tǒng)振蕩幅值最大，如圖7(c)所示，則 9.35 Hz 即為系統(tǒng)實(shí)際的固有振蕩頻率.當(dāng)間諧波激勵(lì)頻率與系統(tǒng)固有頻率一致時(shí)，強(qiáng)迫次同步振蕩幅值最大；隨著激勵(lì)頻率與固有頻率相差越大，振蕩幅值越小，與式(13)分析的條件一致.

..間諧波幅值的影響 通過改變直流電壓擾動(dòng)幅值調(diào)整間諧波擾動(dòng)幅值，分析間諧波幅值對(duì)系統(tǒng)振蕩的影響.設(shè)定算例系統(tǒng)參數(shù)與圖7中一致，固定=9.35 Hz，不同值時(shí)系統(tǒng)時(shí)域仿真結(jié)果如圖8所示.可知，隨著值的增加，系統(tǒng)強(qiáng)迫次同步振蕩幅值也逐步增加，兩者成近似正比關(guān)系，與理論分析一致.值得注意的是，在圖8(d)中，由于受迫系統(tǒng)被激發(fā)的強(qiáng)迫振蕩幅值過高，振蕩開始發(fā)散導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，所以當(dāng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)固有模態(tài)為正阻尼時(shí)，仍然可能發(fā)生幅值較大的次同步振蕩.

4 結(jié)論

本文從強(qiáng)迫振蕩的角度對(duì)大規(guī)模光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩機(jī)理及動(dòng)態(tài)特性開展研究.首先分析了基于擾動(dòng)式MPPT光伏逆變器間諧波特性；其次分析了光伏發(fā)電強(qiáng)迫次同步振蕩的發(fā)生機(jī)理及特性；最后在PSCAD/EMTDC中驗(yàn)證了理論的正確性.主要結(jié)論如下：

科學(xué)越軌行為會(huì)使得普羅大眾對(duì)科學(xué)的真實(shí)性，科學(xué)性產(chǎn)生深深的懷疑，在本文4.2中論述，科學(xué)越軌行為頻發(fā)，將會(huì)對(duì)社會(huì)生活產(chǎn)生不可估量的危害，甚至導(dǎo)致社會(huì)人員傷亡等，當(dāng)科學(xué)越軌行為影響到人們?nèi)粘５纳?，群眾?duì)于科學(xué)越軌行為，將會(huì)不視而不見，必將追究科學(xué)越軌行為，當(dāng)新型的科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)時(shí)人民群眾將不再對(duì)此報(bào)以期待，不在信奉為真理，而是將對(duì)其產(chǎn)生懷疑，哪怕是真正的科學(xué)，也不再是充滿熱情的接受它。

(1) 基于擾動(dòng)式MPPT的光伏并網(wǎng)逆變器在外部環(huán)境穩(wěn)定時(shí)發(fā)出間諧波，該間諧波作為光伏經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)的擾動(dòng)源，在光伏控制系統(tǒng)固有次同步振蕩模式相互作用下，大規(guī)模光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)存在強(qiáng)迫次同步振蕩風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)固有模態(tài)為正阻尼時(shí)，仍然可能發(fā)生幅值較大的次同步振蕩.

(2) 大規(guī)模光伏發(fā)電經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)作為受迫系統(tǒng)強(qiáng)迫次同步振蕩的條件：間諧波幅值較大，間諧波頻率與系統(tǒng)中某個(gè)固有次同步振蕩模式的頻率接近，系統(tǒng)存在呈現(xiàn)弱阻尼的固有次同步振蕩模式；間諧波幅值越大、間諧波頻率與系統(tǒng)固有次同步振蕩模式越接近則引發(fā)的系統(tǒng)強(qiáng)迫振蕩的振蕩幅值越大.