采用串联网侧变换器的双馈风电系统不对称高电压穿越控制研究

在分析电网电压不对称骤升时双馈感应发电机暂态特性的基础上,从最大限度吸收电网无功功率角度出发,提出适用于采用串联网侧变换器的双馈风力发电系统的不对称高电压穿越控制策略,并对该系统的可控能力进行分析。所提控制策略在电网电压故障期间,通过控制串联网侧变换器维持定子电压恒定,并实现定子磁链暂态直流分量的抑制。通过控制并联网侧变换器维持直流母线电压恒定,同时利用变流器电流裕量实现对系统总输出有功或无功功率波动的抑制。通过控制机侧变换器实现双馈风电系统的功率解耦控制,并在变流器过流能力有限的约束条件下,最大限度吸收无功功率以实现对故障电网的暂态无功支持。仿真结果表明,所提控制策略既可有效实现双馈风电系统的不对称高电压穿越,同时也可增强所并电网的运行稳定性。     

电网电压不对称骤升下双馈风力发电机改进控制策略

双馈风力发电机在电网电压不对称骤升时,定子磁链中不仅会产生暂态直流分量,而且还会产生负序分量。为了抑制电网电压不对称骤升造成的定子电流不平衡,分析了电网电压不对称骤升下双馈发电机的电磁过渡过程,在采用基于双同步旋转坐标(synchronous reference frame,SRF)的转子变流器控制策略基础上,提出基于有源阻尼的转子变流器的双SRF改进控制策略,为提高电网电压不对称骤升时控制性能,在转子负序电流内环中引入虚拟电阻,有效抑制转子负序电流和电磁转矩的振荡;而在定子负序电流外环中引入有源阻尼,加快电网电压不对称骤升时对定子负序电流抑制的过渡过程,提高了系统动态响应的能力,可增强不对称电网电压骤升下双馈风力发电机不间断运行能力,最后通过仿真和实验验证了改进策略的可行性和有效性。     

电网电压对称骤升下双馈风力发电系统的改进控制策略研究

该文基于双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG),在电网电压对称骤升下,对电网电压与转子电流之间的暂态过程进行详细的理论推导,提出一种有效抑制转子过电流的控制策略,并针对网侧变换器传统控制方法作出相应的改进。在不增加任何硬件设备的情况下,转子侧和网侧分别附加转子电流抑制(rotor current suppression,RCS)和外环电网电压控制(grid voltage suppression,GVS)措施,并给出详细的控制框图。该控制方法不仅可以减少Crowbar装置频繁动作致使转子侧变换器快速短接的问题,而且充分发挥风电机组自身的动态无功支撑能力,保证风电机组在电网电压故障骤升期间不脱网运行,有效提高双馈风力发电机的高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)能力及风电机组运行的可靠性。最后,在PSCAD/EMTDC中对所提出的控制策略进行仿真建模分析,验证了该控制方案的有效性和可行性。     

双馈风电系统高电压穿越的节能控制策略

在研究双馈风力发电系统高电压穿越的节能控制问题的过程中,考虑到外部风力环境变化较大,需保持变换器的稳定性节能控制。传统节能控制方法不仅动态及稳态性能差,而且节能控制策略相对复杂。为了提高节能控制效果,提出采用串联网侧变换器的双馈风电系统高电压穿越的节能控制策略,向串联网侧变换器的控制向电机定子侧和电网间添加合理的控制电压,按照电网电压定向的同步旋转,给出d-q轴系下SGSC的电压控制方程,保持DFIG定子端电压不变,过滤DFIG定子磁链中的暂态直流分量。当双馈风电系统电压及电流均不超限时,对转子侧变换器和并联网侧变换器的输出电压矢量进行节能控制,使双馈风电系统为电网提供最大程度的无功支持,快速恢复电网电压。仿真实验结果表明,所提策略具有很高的节能控制性能。     

一种应用于双馈异步风力发电系统高电压穿越的控制策略

文章讨论了电网电压骤升时双馈风电机组网侧和转子侧变流器有功、无功功率的分配原则,给出有功、无功电流的极限表达式,提出一种能有效提供动态无功支持的高电压穿越(high voltage ride-through,HVRT)实现方案。在机组端电压骤升至1.1倍标称值以上时,该方案一方面控制网侧变流器输出与电压骤升幅度相匹配的无功电流,实现母线电压的稳定;另一方面通过优化转子侧变流器有功、无功电流设定,使双馈感应发电机工作在无功支持模式,优先向故障电网输出一定的感性无功功率。仿真和基于东方风电6 MW试验台实验结果表明,该控制方案不仅能确保电网电压骤升期间双馈风电机组的不脱网运行,还能对故障电网提供一定的动态无功支撑,协助电网电压快速恢复,利于其它并网负载的安全运行。     

电网故障下交流励磁双馈风力发电机变流器建模与控制

双脉宽调制(PWM)电压型变换器作为交流励磁双馈风力发电机的励磁电源,在风力发电系统得到广泛应用.电网故障时,要求网侧变换器直流链电压波动较小和转子侧变换器能有效控制转子电流,来实现发电机的不间断运行.以双PWM变换器的数学模型为依据,在电网故障时,将网侧变换器以转子侧变换器瞬时输入电流波动为附加前馈量的双环电压控制策略,转子侧变换器考虑定子磁链暂态的定子磁链定向控制策略.仿真结果表明了所提出的联合控制方案在电网故障发生和切除时能稳定控制直流链电压和转子电流,提高了DFIG风力发电系统电网故障下的不间断运行能力.     

电压不对称骤升下DFIG暂态特性及无功协调控制

针对双馈感应风力发电机(DFIG)电网电压不对称骤升故障,传统的研究大多集中于定子磁链暂态特性的分析,忽略了故障时间对DFIG的影响。以单相和两相不对称骤升故障为例,详细分析了DFIG在不同故障发生时刻的定子磁链暂态特性,并推导出对应的定子磁链和转子电压表达式。此外,DFIG一般运行在单位功率因数下,这忽略了其自身RSC和GSC的无功协调能力。针对这一问题,提出了DFIG无功协调控制方案,以此帮助风电系统实现穿越故障。仿真结果验证了暂态特性推导的正确性以及RSC和GSC无功协调控制方案的有效性,所提控制策略有效抑制了并网点电压的骤升,同时满足了系统无功支撑的需求。     

基于虚拟阻抗的双馈风力发电机高电压穿越控制策略

电网电压骤升故障会造成双馈感应发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,甚至引起比电网电压跌落更强的双馈发电机定、转子电流和电磁转矩的冲击。首先分析电网电压骤升下双馈发电机转子电流的电磁过渡过程,在变流器转子电流环中引入虚拟电阻控制,虽然能够有效抑制转子电流和电磁转矩的振荡,但是会引起转子电压过高和转子电流振荡过程加长,仅在低频部分具有抑制作用,因此本文引入虚拟电感,形成虚拟阻抗的改进控制策略,缩短了电网电压骤升时的转子振荡过程,并且对高频部分具有较强的抑制作用,提高了系统的高电压穿越性能。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

采用串联网侧变换器的DFIG风电系统低电压穿越控制

双馈感应发电机(DFIG)因其对电网故障的敏感性,其低电压穿越运行控制技术备受关注.文中针对定子侧加装串联网侧变换器的新型DFIG风电系统,详细研究了其低电压穿越运行特性,提出了一种适用于新拓扑下发电系统的运行控制方案:通过控制串联网侧变换器抑制定子磁链暂态直流分量及电网电压负序分量对发电机转子侧的不良影响;通过控制转子侧变换器进一步限制故障时发电机的定、转子电流,从而实现发电系统的低电压穿越运行.仿真结果表明:采用所提出的控制方案,可实现电网故障时DFIG风电系统的零电压穿越运行;采用新拓扑的DFIG风电系统具有优良的电网对称及非对称短路故障穿越能力.     

基于Crowbar保护电路的双馈风电系统高电压穿越

针对电网电压发生骤升故障时造成的电网不稳定运行,在双馈机组转子侧加入Crowbar保护电路,增加双馈风电系统高电压穿越的能力。通过建立电网电压骤升时双馈风电机组投入Crowbar保护电路后的数学模型,并从磁链角度推导出转子侧暂态电流及其最大估算值,根据短路电流和直流侧母线耐受电压的大小,确定Crowbar电路串联的电阻值、切入和退出时间,加速系统暂态电流的衰减,实现双馈系统的高电压穿越。Matlab/Simulink仿真结果表明:控制方案增强了双馈发电系统稳定运行的可靠性,并提高了双馈风力发电系统的高电压穿越能力。     

2001年第一季度电力工业运行分析

根据２００１年第一季度电力工业生产和用电需求情况，论述了电力市场供需特点，并从多方面对当前电力供需形势进行了分析。     

华东电网省际电力、电量交换的原则与实施

<华东电网联络功率、电量管理和考核办法>制订和执行的目标在于将省市间及省市与主网问的电力、电量交换分成国家计划的互供电量与集团内部经协商制定的经销电量,并进行联络线偏离计划的考核.1998年又根据电网供需矛盾的变化对其进行修正,以经济办法实行调度管理,提高电网的频率合格率.     

新能源与电能变换：系统集成、技术融合及应用展望

本文主要阐述电能变换装置在新能源供电系统中的核心作用,以及电力电子变换技术与现代电源技术的融合,研究几种电能混合供电方式,重点探讨集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题,并展望了新能源供电系统的应用前景。     

整流装置功率因数的分析

分析了整流装置中正弦电压、非正弦电流和非正弦电压、非正弦电流两种情况下网侧电流与功率问的基本关系；总结了整流装置功率因数的特点；指出了从电网的角度而言，对整流装置的一次侧功率因数进行分析的实际意义。     

现代电能质量的基本问题

随着科学技术和国民经济的快速发展,电能的需求量也极大增长,同时电能质量越来越显示其重要性,电力部门和用户对电能质量的关注也日益增加。文章概述了现代电能质量的基本问题,首先论述电能质量的各种概念,然后综述电能质量受到关注的主要原因,最后总括了相关的几个问题,包括电能质量指标、电能质量恶化的危害、电能质量的检测、分析计算和改善的方法,以及标准和管理等。     

Rethinking the Power Shortage of China 2011

As the opening year of the “Twelfth Five-Year Plan,” driven by the steady and fast economic growth,the year of 2011 saw China's rising demand for electricity,resulting in regional power shortages.Subje...     

Rethinking the Power Shortage of China in 2011

As the opening year of the "Twelfth Five-Year Plan," driven by the steady and fast economic growth, the year of 2011 saw China’s rising demand for electricity, resulting in regional power shortages. Subjected to multiple factors such as the weather conditions, the contradictions between coal supply and power generation and the structural problems in the power system, power supply shortage across the nation became increasingly critical. At the same time, the Northeast and Northwest China, plus Inner Mongolia, often experienced power generation surplus and difficulties in sending power to other regions. This paper reviews the overall situation of the national electric power supply in 2011, elaborates on the current contradictions in the power demand and supply and presents an in-depth analysis of causes and corresponding countermeasures.     

配电变压器无功功率的消耗与节能

对用户配电变压器无功功率的节能做了探讨,并举例定量分析。以引起广大用户对变压器无功功率消耗的重视,进一步提高负载功率因数,达到最佳节能效果。     

风力发电机组特性及接入系统的潮流计算方法研究

介绍了风力发电机组的工作原理和风电场的功率特性,针对P—Q简化模型法、P—Q迭代模型法、R—X迭代模型法在含风电场的电力系统潮流计算中存在的不足,提出一种考虑异步风力发电机组的无功一电压特性来进行含风电场的电力系统潮流优化计算方法。在MATLAB软件环境下,采用IEEE14节点系统作为测试系统进行潮流算例仿真,仿真结果表明,该方法的潮流计算精度和速度均较高,具有良好的合理性,可满足含风电场的电力系统潮流优化计算要求。     

大型风力发电机组无功补偿控制器的研究

异步电机作发电机运行时,无功功率消耗大,功率因数低,输出功率小。本文通过以DSP芯片TMS320F240为核心的无功补偿控制器系统,实现了对所需无功分量进行精确计算,准确跟踪系统无功变化,对多级电容器组进行自动和循环投切,达到了对系统动态进行无功补偿的目的。控制器投入运行后,提高了功率因数和风机输出有效功率,降低了发电成本,创造了可观的经济效益。