田震:面向电网暂态支撑的新能源并网变流器构网控制

来源:中国电机工程学会  发布时间:2024-06-12

田震,博士,现任武汉大学电气与自动化学院特聘副研究员、硕士研究生导师,长期从事新能源并网暂态分析与稳定控制研究。

依托项目名称:面向电网暂态支撑的新能源并网变流器构网控制

个人简介:

田震,博士,现任武汉大学电气与自动化学院特聘副研究员、硕士研究生导师,长期从事新能源并网暂态分析与稳定控制研究。

大规模开发沙漠、戈壁、荒地地区新能源是我国实现“双碳”目标的重大能源战略,由于沙戈荒地区同步电源支撑不足、网架薄弱,新能源并网系统暂态稳定已成为制约新能源外送能力提升的卡脖子问题。申请人面向新能源外送能力提升,针对分析理论不完备、设备和系统暂态稳定控制能力不足问题,从暂态稳定分析理论、设备致稳控制、系统协调控制三个层面展开研究。针对电力电子系统暂态稳定理论不完备问题,创新了基于能量耗散理论的新能源并网系统暂态稳定性分析方法,实现了暂态稳定边界的准确刻画;针对设备暂态稳定不足问题,提出了并网变流器抗扰同步致稳控制方法,提升了变流器对弱电网和故障扰动的适应性;针对系统暂态行为协调问题,构建了基于多智能体的双层分布式频率/电压统一优化控制架构,实现了电力电子化系统的多源稳定协调控制。

已发表高水平期刊论文30余篇,其中第一/通讯作者发表SCI/EI期刊论文21篇,含ESI高被引SCI论文1篇,申请发明专利20余项,曾获得湖北省科技进步一等奖1项。主持国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项项目各1项,作为骨干参与国家级重点项目/课题4项。

依托项目简介:

项目名称:面向电网暂态支撑的新能源并网变流器构网控制

关 键 词:新能源发电;并网变流器;暂态稳定;故障限流;主动支撑

项目摘要:电网故障扰动下新能源并网变流器面临同步失稳与暂态过流的双重风险,难以为故障电网提供暂态支撑,成为制约新型电力系统安全稳定运行的瓶颈,因此亟需突破变流器暂态构网控制技术。基于能量驱动的变流器暂态响应机制是决定其暂态行为与稳定运行能力的本质,目前传统控制与分析方法对这一本质认识不足。项目通过建立表征变流器暂态特性的端口能量模型,揭示电网故障扰动下变流器稳定运行背后的能量驱动机制,基于最小哈密顿作用原理构建变流器的最优同步控制统一架构;建立并网变流器暂态同步稳定判据,研究变流器系统的暂态电流特性,实现对同步稳定与暂态应力边界的精确刻画,揭示变流器同步稳定与暂态限流之间的制约关系;考虑安全稳定约束,基于尽限利用原则提出最优暂态构网控制控制策略,分析多种故障场景下故障构网控制方法的适应性;最终形成新能源并网变流器的故障构网运行控制理论与方法,提升新能源场站的安全稳定与暂态支撑能力。


图1 2021年IEEE PELS武汉分会年会做特邀报告


图2 参加2019年中国电源学会学术年会


图3 参观湖北团风县白莲河抽水蓄能电站