Observability and Controllability Analysis of Sub-/Super-synchronous Components Based on Frequency Domain Oscillation Mode

REN Jianmiao; XIAO Shiwu

doi:10.7500/AEPS20211123009

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Observability and Controllability Analysis of Sub-/Super-synchronous Components Based on Frequency Domain Oscillation Mode

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Observability and Controllability Analysis of Sub-/Super-synchronous Components Based on Frequency Domain Oscillation Mode
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 3, Pages: 30-39(2023)
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52130709)
- DOI：10.7500/AEPS20211123009
  CLC：
- Received：23 November 2021，
  
  Revised：2022-07-25，
  
  Published Online：06 January 2023，
  
  Published：10 February 2023
- 稿件说明：
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任健淼,肖仕武.基于频域振荡模式的次/超同步分量可观可控分析[J].电力系统自动化,2023,47(3):30-39.

REN Jianmiao,XIAO Shiwu.Observability and Controllability Analysis of Sub-/Super-synchronous Components Based on Frequency Domain Oscillation Mode[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(3):30-39.
任健淼,肖仕武.基于频域振荡模式的次/超同步分量可观可控分析[J].电力系统自动化,2023,47(3):30-39. DOI： 10.7500/AEPS20211123009.

REN Jianmiao,XIAO Shiwu.Observability and Controllability Analysis of Sub-/Super-synchronous Components Based on Frequency Domain Oscillation Mode[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(3):30-39. DOI： 10.7500/AEPS20211123009.

摘要

直驱风电机组接入弱交流电网时会引发电力系统的次/超同步振荡，产生的超同步分量幅值一般不同于次同步分量，具体产生机理缺少清晰解释。文中基于频域正负序耦合阻抗回路的振荡模式，定量分析了次/超同步分量的可观可控度，解释了次/超同步分量的可观可控规律。首先，建立直驱风电机组并网系统的频域正负序回路耦合阻抗方程，分析了次/超同步分量与正负序分量、

分量之间的关系，解释了次/超同步分量幅值不相等的成因。然后，从定量的角度推导了次/超同步振荡模式在正负序分量、次/超同步分量上的可观可控度表达式，实现了次/超同步分量可观可控分析。最后，应用灵敏度的方法分析了影响次/超同步分量大小的参数，并针对理论分析结果进行了仿真验证。

Abstract

When direct-driven wind turbine is connected to a weak AC power grid

it will cause sub-/super-synchronous oscillation of the power system. The amplitude of the generated supersynchronous component is generally different from that of the subsynchronous component

and the specific generation mechanism is not clearly explained. In this paper

based on the oscillation mode of the positive and negative sequence coupling impedance loop in the frequency domain

the observability and controllability of the sub-/super-synchronous components are quantitatively analyzed

and the observability and controllability laws of the sub/super-synchronous components are explained. First

the positive and negative sequence loop coupling impedance equation of the grid connected with frequency-domain direct-driven wind turbine system is established

the relationship between the sub-/super-synchronous component

the positive and negative sequence component

and the

component is analyzed

and the cause of the unequal amplitude of the sub-/super-synchronous component is explained. Then

the expression of the degree of observability and controllability of sub-/super-synchronous oscillation mode on positive and negative sequence components and sub-/super-synchronous components is derived from a quantitative perspective

and the analysis of the degree of observability and controllability of sub-/super-synchronous components is realized. Finally

the sensitivity method is used to analyze the parameters that affect the magnitude of sub-/super-synchronization components

and the simulation results are verified against the theoretical analysis results.

关键词

Keywords

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