Demonstration of Stability Criterion Based on Impedance Method and Analysis on Its Applicability

Feng ZENG; Chongtao LI; Jin SHU; Yudi ZHAO; Jianxin ZHANG

doi:10.7500/AEPS20200615005

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Demonstration of Stability Criterion Based on Impedance Method and Analysis on Its Applicability

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Demonstration of Stability Criterion Based on Impedance Method and Analysis on Its Applicability
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 8, Pages: 146-154(2021)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.西安热工研究院有限公司，陕西省西安市 710032
  3.中国南方电网电力调度控制中心，广东省广州市 510623
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China;National Natural Science Foundation of China;China Huaneng Group Co., Ltd. (Research on Subsynchronous Oscillation Mechanism and Suppression Measures of Grid-connected Wind Farm, No. HNKJ18-H34)
- DOI：10.7500/AEPS20200615005
  CLC：
- Received：15 June 2020，
  
  Revised：2020-12-03，
  
  Published Online：01 March 2021，
  
  Published：25 April 2021
- 稿件说明：
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曾锋,李崇涛,舒进等.基于阻抗法的稳定性判据论证及其适用性分析[J].电力系统自动化,2021,45(8):146-154.

ZENG Feng,LI Chongtao,SHU Jin,et al.Demonstration of Stability Criterion Based on Impedance Method and Analysis on Its Applicability[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):146-154.
曾锋,李崇涛,舒进等.基于阻抗法的稳定性判据论证及其适用性分析[J].电力系统自动化,2021,45(8):146-154. DOI： 10.7500/AEPS20200615005.

ZENG Feng,LI Chongtao,SHU Jin,et al.Demonstration of Stability Criterion Based on Impedance Method and Analysis on Its Applicability[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):146-154. DOI： 10.7500/AEPS20200615005.

摘要

阻抗法作为一种研究风电系统次同步振荡的热点方法，其采用的频域阻抗判据根据电抗过零点时电阻正负判断系统稳定性，判别方法简单但缺少理论证明。文中基于状态空间的阻抗求解方法，讨论了频域阻抗判据和李雅普诺夫第一方法判别系统稳定性的关系。证明了阻抗法和李雅普诺夫第一方法稳定边界一致；非边界情况下阻抗判据有2种情况，文献中的频域阻抗判据适用于其中一种情况，此时得到的阻抗判据和李雅普诺夫第一方法稳定性判别结果一致，但振荡频率不同。进一步，探讨了阻抗法判据的适用范围。最后，基于2个风电系统算例验证了阻抗法判据2种情况下的正确性。

Abstract

The impedance method is a hotspot for studying the subsynchronous oscillation of wind power systems. The frequency-domain impedance criterion adopted by the impedance method judges the stability of the system according to the positive or negative resistance when the reactance is at the zero-crossing point. The criterion is simple but lacks theoretical proof. This paper discusses the relationship between the frequency-domain impedance criterion and the Lyapunov’s first method to determine the system stability according to the impedance solution method based on the state space. It is proven that the impedance method and the Lyapunov’s first method have the same stable boundary. There are two cases of the impedance criterion in the non-boundary case

and the frequency-domain impedance criterion in the existing literature is applicable to one of the cases. At this time

the impedance criterion and the Lyapunov’s first method have the same stability judgment result

but have different oscillation frequencies. Further

the application scope of the impedance criterion is discussed. Finally

based on two wind power system examples

the correctness of the impedance criterion in two cases is verified.

关键词

Keywords

references

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