近日，88038威尼斯王渝红教授、王馨瑶博士、廖建权副研究员等在北大核心期刊《高电压技术》发表了“交直流电网宽频振荡产生、辨识及抑制研究综述”（DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20221565），论文针对宽频振荡现象归纳了其特征和分析方法，对宽频振荡产生机理、辨识手段和抑制措施三方面研究现状进行了介绍和总结，并对未来研究的重点难点问题进行展望。
1.研究背景
2022年1月国家发改委和国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》，意味着能源体系和发展模式进入非化石能源主导的新阶段。含高比例电力电子设备和新能源接入的交直流电网将成为未来我国电网架构的基本形态。然而电力电子设备和新能源的大规模接入使得电力系统的运行方式和动态特性均发生了明显变化，导致电力系统动态行为更加复杂多变。电力扰动呈现时频耦合、多次叠加等复杂特征，易出现宽频振荡等安全问题。
2.重点内容
本综述首先阐述了宽频振荡的现象、特征及分析方法，总结了不同分析方法的优点和局限性；其次从宽频振荡的产生机理、辨识及抑制3方面对现有研究进行梳理，归纳了影响交直流电网宽频振荡的关键影响因素；在此基础上，分析了新能源经交流或直流送出场景的宽频振荡产生机理；然后，根据振荡数据的来源(子站和主站)阐述了不同模态参数辨识方法，并从适用性角度分析了现有辨识方法的区别和特点；根据抑制装置安装地点的不同(源侧和网侧)总结了宽频振荡抑制措施的研究现状。
图1 宽频振荡现象产生场景
图2 宽频振荡产生、辨识和抑制过程
图3 宽频振荡分析方法
产生机理
新能源接入引发的宽频振荡可从场景上分为：新能源接入传统交流电网引发和新能源经直流送出引发，不同的送出方式分类如图4所示。文中介绍并归纳了不同类型、不同场景下宽频振荡的产生机理及主导因素。
图4 新能源经不同方式送出存在的振荡模式
辨识方法
振荡问题的准确检测和辨识，能够获得振荡的频率、阻尼、幅值等信息，提取振荡的特征，为事故溯源与振荡抑制提供了数据参考。辨识方法的实现过程如图5所示，通过对数据的处理和解析，判断振荡是否发生，并可以准确获得振荡的类型、模式等规律，对保障系统稳定运行具有重要意义。
图5 宽频振荡辨识过程
抑制措施
现有的宽频振荡抑制策略可从控制对象上分为源侧和网侧，如图6所示，源侧的抑制策略包括调整发电机组参数及控制结构，附加阻尼控制及支路补偿，源侧进行振荡抑制可以直接提取相关电气量，且靠近目标机组进行控制效果更优。网侧则依托串并联柔性交流输电系统及直流线路附加控制，网侧可以直观地针对易引发振荡的线路进行谐振消除和保护。
图6 宽频振荡抑制措施
3.结论
随着风电、光伏等新能源跨越式增长，以新能源为主导发电单元的交直流电网将成为电力系统的典型形态。本文归纳了电力系统宽频振荡现象的产生、辨识及抑制措施，并探讨了现有研究的局限性及未来发展的重难点。尽管电力系统宽频振荡问题已成为国内外研究热点，但其产生机理、实时广域监测、自适应振荡抑制等问题仍需深入关注，研究如何形成含高比例新能源的电力系统多时间尺度宽频振荡机理与控制理论体系，建立宽频振荡广域监测系统和多级防御体系，对电力系统的发展具有重大意义。
4.展望
未来新能源高占比的交直流混联电网宽频振荡研究可考虑以下几点：
1）宽频振荡的特征和机理
宽频振荡特征与产生机理需考虑电力电子设备动态建模、设备间的耦合特性和传递特性以及源端集聚效应等因素的影响。如何建立考虑控制切换的电力电子装备非线性模型、如何反映耦合特性和传递特性、如何考虑源端集聚效应对振荡机理的影响仍需进一步的研究。
2）宽频振荡全时频信息感知与在线检测
宽频振荡的辨识技术在振荡信息感知和广域在线监测等方面仍需进一步研究，如何实现电力系统全时频信息感知、如何实现振荡广宇在线监测是今后的研究趋势之一。
3）宽频振荡自适应抑制
实现宽频振荡的自适应抑制可从适应非线性的设备动态模型、考虑频率漂移的自适应容错抑制等方面进一步研究。
5.作者及团队介绍
王渝红，88038威尼斯教授，博士生导师，英国皇家特许工程师。主要研究方向为电力系统稳定与控制、高压直流输电、新能源并网。主持科研项目超过30项，获得过国网四川省电力公司科学技术进步奖，陕西省科学技术奖，国网四川省电力公司科学技术进步奖，国网陕西省电力公司科学技术进步奖，国家级优秀工程咨询成果奖等在内的多项奖项；在国内外本学科相关领域学术刊物上发表论文超过125篇，授权发明专利12项；现任中国电机工程学会88038威尼斯会员中心秘书长；中国电机工程学会（CSEE）高级会员；美国电力及电子工程师学会（IEEE）会员；IEEE系统与能源学会（PES）会员；英国工程技术学会（IET）会员。
廖建权，88038威尼斯副研究员，硕士生导师，IEEE PES直流配电网技术分委会常务理事、IEEE PES直流输电控制保护分委会理事。长期从事柔性直流输/配电网保护与控制等领域的研究。以第一/通信作者发表SCI/Ei期刊论文30余篇。
王馨瑶，博士研究生，研究方向为新能源并网、电力系统稳定、高压直流输电等。
所在团队
88038威尼斯电力系统稳定与高压直流输电研究团队由刘天琪教授、王渝红教授、王海风教授，杜文娟教授等组成，现共有博士生10余人，硕士生近100人。多年来承担和完成包括863计划、973计划、国家自然基金重点项目以及国家重点研发计划在内的科研项目超过100项。团队科研成果及教学成果显著：已出版专著18部，译著1部；获国家发明专利60余项；获中国电力科学进步奖一等奖，中国电力创新奖一等奖；发表论文800余篇，其中SCI、EI检索论文200余篇。
6.【原文链接】（复制后浏览器打开）
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