正序阻尼系数对GFM-GCI系统暂态稳定性的影响研究

在Case 1和Case 2中，我们研究了正序阻尼系数对GFM-GCI系统暂态稳定性的影响。在电网正常运行期间，GFM-GCI系统采用功率外环、电压电流双环控制模式，P+ ref和Q+ ref分别设定为-1 p.u.和0 p.u.，图12中P+和Q+分别为1 p.u.和0 p.u.，表明有功和无功功率可以准确跟随指令值。在故障持续阶段，为了使系统保持平衡，根据式(11)得到GFM-GCI系统的有功功率给定值范围，将P+ reff设定为-0.5 p.u.。根据式(10)得到无功功率指令Q+ ref为0.28 p.u.。在Case 1中，我们设置D+ = 0.02 p.u.，系统在故障期间切除时间td = 40 ms，根据式(14)和式(15)可知此时系统S+ acc < S+ dec+ΔED+，满足式(16)的暂稳判据[25]。在故障期间，GFM-GCI系统输出功率P+和Q+分别为-0.5 p.u.和0.28 p.u.，可以快速地跟随指令值，系统在故障期间可以保持稳定。在Case 2中，我们设置了D+ = 0.005 p.u.，此时系统最大加速面积S+ acc > S+ dec+ΔED+，此时GFM-GCI系统在加速过程中积累的动能无法在后续阶段得到释放，多余的动能将驱使GFM-GCI系统越过暂态失稳边界，从而导致系统发生升频失步。如图12所示，系统输出功率P+和Q+波动范围较大；系统频率高于工频且发生振荡；系统功角持续上升并振荡。仿真验证了理论推导的正确性。