可再生能源的大规模整合正在推动电力系统从以同步发电机为主导的传统系统向以可再生能源为主导、转换器密集型电网的转变[1]。尽管这种转变对于实现脱碳至关重要，但它也通过减少惯性、削弱阻尼以及增加异构设备、控制系统和交流/直流网络之间的相互作用，从根本上重塑了系统动态[2],[3],[4]。这些宏观层面的变化与本地转换器控制回路的稳定性密切相关。随着转换器接口发电的渗透率增加、发电调度方式的变化以及网络重构，电网的强度、功率流动模式、转换器工作点以及端子电压对电流变化的敏感性都会发生变化。这些变化可能会重塑转换器控制回路的稳定性裕度。因此，在某种系统条件下阻尼足够的本地控制模式，在另一种条件下可能会变得阻尼不足或不稳定。通过转换器与周围网络之间的电气耦合，这样的局部不稳定性可能会扩散到单个设备之外，发展成厂级或系统级的多频率振荡。一个重要的后果是出现了多频率振荡，其频率范围从亚赫兹到千赫兹，在越来越多的以可再生能源为主导的电网中都有报道[5]。由于其宽广的频率范围、复杂的相互作用机制以及在不断变化的运行条件下的演变，这些振荡难以在统一框架内进行评估和缓解。因此，它们已成为现代电力系统安全运行的主要挑战[6],[7],[8],[9],[10]。表1总结了典型的振荡事件。
使多频率振荡特别难以评估和缓解的，不仅是因为其宽广的频率范围，还因为以可再生能源为主导的电网具有异质性、时变性、非线性和部分可观测性的特点。从一般的动态系统角度来看，这些特性可以从四个互补的维度进行考察：物理和控制动态之间的时间尺度异质性、系统参数和互连配置的变化、振荡模式之间的耦合和能量重新分配，以及内部模型和测量数据的有限可用性。这些维度表现为四个系统级特征：多时间尺度相互作用[28]、时变模态特性[29]、多模态耦合和共存[6]，以及具有部分可观测性的场景多样性。这种系统级组织为跨不同设备、频率范围和运行条件合成振荡机制和事件提供了系统的依据[30],[31],[32],[33],[34],[35]。
已经开发出一系列互补的方法来评估多频率振荡，每种方法基于不同的建模假设、数据需求和分析目标。线性时不变方法[36],[37],[38],[39],[40],[41],[42]（包括状态空间、频域阻抗和复扭矩分析）广泛用于在指定工作点周围进行小信号和机制导向的评估。线性时周期性和谐波状态空间方法[43],[44],[45],[46]保留了周期性时间变化和谐波耦合，适用于具有明显多频率相互作用的系统。实时模拟和基于测量的方法[5,9,47]支持控制器验证、在线振荡检测、模式跟踪和源定位，特别是在没有详细分析模型时。基于能量的方法[48],[49],[50],[51],[52],[53]通过检查振荡能量在哪里注入、存储、传输和耗散，提供了额外的物理视角。这些方法家族是在部分重叠的时期内发展起来的，并且仍然是互补的；选择或组合这些方法取决于系统特性、模型可用性、时变行为和预期的评估目标。此外，缓解策略同样涵盖了系统规划和设计优化[54],[55],[56]、系统级防御机制[57,58]，以及设备动态特性的增强[59],[60],[61]。
在这篇综述中，我们综合了关于以可再生能源为主导、转换器密集型电网中多频率振荡的代表性研究。文献的选择基于三个主要标准：与可再生能源发电、转换器接口设备和交流/直流网络的相关性；覆盖从低频到次/超同步和中/高频振荡的不同频率范围；以及与振荡机制、评估方法、缓解策略或基于能量的解释的直接相关性。本文的其余部分组织如下。首先，总结了典型的振荡事件、运行场景和四个系统级特征。其次，回顾了现有的评估方法，包括线性时不变（LTI）、线性时周期性（LTP）、基于模拟/数据和基于能量的方法。第三，讨论了从系统级规划到设备级动态增强的缓解策略。最后，强调了模态能量理论作为在线评估、阻尼归因和协调抑制多频率振荡的基础的潜力。
本文采用了一种结构化的叙述方法。通过IEEE Xplore、Web of Science、Scopus、ScienceDirect和CNKI，使用与多频率和转换器驱动振荡、次同步相互作用、谐波不稳定性、振荡评估、阻尼控制和基于能量的分析相关的预定义术语组合，识别出了代表性研究。在移除重复和明显不相关的记录后，根据标题、摘要和可用的全文对剩余的研究进行了筛选。当出版物直接涉及以可再生能源为主导或转换器密集型电网中的振荡机制、评估、源定位、缓解或基于能量的解释时，将其纳入研究范围，并通过反向和正向引用追踪进行了补充。尽管采取了这些措施，但由于某些领域报告、运行记录、供应商研究和非英文文档的不可用或索引不一致，数据库索引、语言、出版物和地区报告的偏见可能仍然存在。因此，该文献旨在代表主要的研究方向，而不是一个详尽的系统性数据集。
