Recently, sustained power oscillation at subsynchronous frequency was captured in direct-drive permanent magnetic synchronous generator (PMSG) based wind farms in Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. This new type of subsynchronous interaction (SSI) detected in practical systems has never been reported and analyzed before. Therefore, its mechanism and characteristics are not yet clearly clarified. In this paper, a simplified but representative system model with multiple PMSGs interfaced with AC networks is established first based on the actual system and the PMSG model provided by the manufacturer. Then, small-signal eigenanalysis, time-domain simulation, and impedance model analysis are carried out to investigate the interactive dynamics between them. The results show that such interaction between direct-drive PMSG wind farms and weak ac grids characterized by low short-circuit ratio would cause negative-resistance effect for the SSI mode, leading to unstable oscillation. In such cases, the controller of PMSG would saturate soon, resulting in sustained power oscillation in the system. If unfortunately the oscillation frequency matches the torsional mode of any nearby turbogenerator, severe torsional vibration would be excited on the shaft of the latter. The analysis results are finally validated with field measurements of an actual SSI event. To address the problem, a supplementary subsynchronous damping control loop is attached to the controllers of PMSGs to reshape the impedance and thus to stabilize the SSI.

Rapid development of renewable energy in China is driving a major shift in the characteristics and control requirements of the electricity grid. Since the best renewable energy resources are far away from load centers in the east and southeast, transmission over long distances is required. Over 20 high-voltage DC (HVDC) transmission lines, with a combined capacity exceeding 150 GW, are in operation or are currently under construction. This rapid expansion of new generation and transmission capacities based on power electronics starts to change the characteristics of the grid, especially in areas where they concentrate, creating new stability problems and operational challenges. New system theories and technologies are required to support the development and operation of a future grid that relies more and more on power electronics. This paper highlights the characteristics of power electronics as used in renewable energy generation and HVDC transmission systems, discusses the impacts of these power-electronics-based assets on grid stability and operational requirements, and identifies opportunities for the development of both new system theories and system technologies to support a national energy policy that emphasizes the use of clean energy.

The slope at Zhahanur open-pit mine (China) has experienced significant and prolonged deformation, posing a considerable risk to life and property within the mining area. To analyse the deformation and failure mechanism of the rock slope, geotechnical investigations, numerical simulations, and long-term movement monitoring were undertaken. In order to improve the efficiency of slope pretreatment, a point elimination method was proposed for the slope surface, and a 3D geological model of mining area was established. A systematic analysis was performed on monitoring data from surface slope radar and underground inclinometers, enabling the identification of the potential sliding surface and deformation pattern of northern slope in a rational manner. Additionally, through three-dimensional numerical simulation, the feasibility of the mining scheme that incorporates waste dump inside the pit was explored. These simulations accurately captured the varying deformation patterns at different levels and exhibited good agreement with available field monitoring data. The findings revealed a composite multi-stage slope failure pattern primarily controlled by weak layers. The safety factors associated to two competing slip surfaces were determined to be 1.20 and 1.15, respectively. To ensure the safe extraction of coal resources from the deformed slope, a combined mining scheme of in-pit dumping and mining is proposed in the study. The proposed scheme was shown to meet the production needs, with a minimum safety factor of 1.08 for rock slope under the mining scheme. By integrating various field monitoring techniques with numerical simulations, a collaborative monitoring scheme was devised to effectively and promptly identify potential sliding surface and implement necessary mining and control measures to ensure slope stability. This comprehensive approach provides valuable insights into the deformation behavior of the rock slope and facilitates the implementation of proactive measures to mitigate risks associated with slope instability.