直流系统接地极电流场的分布特性及其对交流电网影响的研究

目前我国多个大区电网均已形成了含有多直流馈入的复杂交直流互联网架。直流及其控制系统特有的大电流、非线性快速响应特性，会在交直流混合电网的故障工况下派生出新的电磁特征。近年来我国电网的运行实践已经表明，这些新的电磁特征在一定条件下会影响交流电网的继电保护判别，并已成为引发交流保护不正确动作不可忽视的重要因素。本项目将从继电保护的视角出发，在扰动后的电磁暂态时间框架内深入分析交、直流系统的相互作用机理，开展交直流混合电网的交流侧故障特征变异及其对继电保护的影响机理研究，并提出界定其影响范围的计算方法和对策。项目研究将在换相失败电磁暂态过程的解析分析、特征变异对保护性能的影响评估方法和评价指标等方面取得突破，填补国内外空白。研究成果有利于进一步消除交直流混合输电电网的安全运行隐患，并为交直流电网的设计和继电保护的协调配置提供理论指导。 2100433B

逆变器等效电流源输入配电网的电流，虽然经过LCL滤波器滤波，但仍然含有一定的谐波含量。当逆变器与理想配电网并联运行时，并联连接点的电压由理想电网决定，电流中的谐波分量对电压几乎不会产生影响。但在弱电网条件下，由于电网阻抗的原因，逆变电流源中的谐波分量会流过阻抗，带给系统谐波电压，从而影响公共耦合点电压的总谐波畸变率，加重系统的谐波含量。

文献 分析了在弱电网条件下，电网阻抗以及并联逆变器个数对光伏并网逆变器谐振特性，动态响应，稳定性和谐波电流的影响，根据分析得出结论，电网等效电感值的增加，会降低系统的谐振频率，减慢动态响应速度，影响系统的稳定性；电网等效电阻值的增加对系统谐振频率和动态响应没有影响，但是会影响系统的稳定性；并联逆变器个数不仅降低谐振频率，而且使系统产生额外的谐振尖峰，并且随着个数的增加，动态响应速度变慢，系统变得不稳定。总之，弱电网条件下，微电网并网系统在电网阻抗的影响下性能变差，甚至运行不稳定，并网数量也受到了一定的限制，而且，由于电网阻抗的存在，使注入电网的谐波电流产生了谐波电压，增加公共连接点电压的谐波分量，加重了系统的谐波含量，并使系统的带载能力受到了影响。

文献 将滤波电容支路中串联的电阻，替换成了与电容并联的虚拟电阻，以减少系统的功率损耗，该方法需将电容电流引入到电压调制信号中。并设法增加并网逆变器的等效输出阻抗。通过分析，得到了逆变器的等效输出阻抗，再利用并联虚拟电阻的方法，对输出阻抗进行了校正，使其增大，提高LCL型逆变器对弱电网的适应能力。仿真实验验证了理论的正确性，不加虚拟电阻的情况下，电网阻抗大到一定范围后，微电网并网逆变器系统不稳定，并联虚拟电阻的情况下，电网阻抗大到一定范围后，微电网并网逆变器系统不稳定，并联虚拟阻抗后，系统运行稳定。