接入弱电网的可再生能源制氢系统的小信号稳定性分析及稳定运行区域

《IEEE Potentials》：Small-signal stability analysis and stable operation region of renewable energy hydrogen system connected to weak grids

　　可再生能源氢系统（REHS）将可再生能源与氢电解槽（HE）负荷相集成，是全球脱碳的关键方案之一。然而，作为一种以变换器为主导的系统，REHS在弱电网条件下容易发生小信号不稳定，并且对运行点变化具有较高的敏感性。本文分析了REHS的小信号稳定性，并提出了一种评估方法以识别各种运行条件下的稳定运行区域（SOR）。首先，考虑直流侧动力学特性，推导了HE单元的阻抗模型，并建立了REHS的阻抗网络模型以表征源-负荷阻抗耦合关系。进一步分析了并网REHS的小信号稳定性，以确定HE负荷的运行条件如何影响系统稳定性。然后，采用一种高效的基于径向基函数的拟合方法来构建REHS的SOR，以准确确定SOR的边界。最后，通过案例研究对所提方法进行了验证和进一步分析。结果表明，所提方法能够清晰地描绘REHS的SOR边界如何受到电网强度、电网阻抗角以及发电-负荷容量比的影响。