光伏逆变器无功支撑能力检测及评价技术研究

无功支撑能力是光伏逆变器的重要性能,光伏逆变器需具备根据指令调节无功的能力,并在电压跌落时提供相应无功电流,以满足光伏逆变器并网要求,保障规模化光伏发电并网运行的安全稳定性。德国BDEW标准规定了接入中压电网的发电厂无功支撑能力等并网性能技术要求,标准内容覆盖光伏发电系统。针对该标准,研究了光伏逆变器静态及动态无功支撑能力检测及评价技术,并完成无功支撑能力实验室型式试验检测。     

光伏发电站低电压穿越特性仿真研究

随着我国光伏发电装机容量的不断增大,低电压穿越性能逐渐成为光伏发电并网研究的热点。建立了光伏发电单元机电暂态模型,通过模型仿真与实测数据对比,校验了模型的准确性。基于通过校验的光伏发电单元模型,搭建了某大型并网光伏发电站详细仿真模型,通过仿真计算分析验证了光伏发电站的低电压穿越能力。     

中德光伏发电并网标准技术要求异同分析

为保障规模化光伏并网后的安全稳定运行,最大限度在区域电网内接纳光伏装机容量,世界主要光伏应用大国均出台了与各自国家电网相适应的光伏发电并网技术标准。中国和德国已成为世界光伏并网发电大国,在光伏并网标准制定与光伏并网管理方面也走在世界前列。2012年,德国的新能源法案EEG要求接入中压电网的光伏发电系统必须满足BDEW《Generating Plants Connected to the Medium-VoltageNetwork》标准,中国则在2012年制订了GB/T 19964—2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》。总体来看,两国标准在光伏并网的技术要求与测试方法上既有相似之处也存在一定差异。该文将结合中国及德国现行并网技术导则,针对技术要求、测试项目与测试方法等内容的异同开展对比分析。     

光伏发电系统暂态建模与等值

随着光伏并网电站的数量增多、容量增大,其对电网的保护与控制的影响不可忽略。建立光伏发电站的电磁暂态仿真和等值计算模型是研究其并网特性及对继电保护影响的基础。介绍了光伏电站接入电网的常见形式,建立了一种通过单级式逆变器并网的光伏发电单元模型,并利用在PSCAD/EMTDC上搭建的光伏发电系统电磁暂态仿真模型验证了其在稳态和暂态条件下的有效性。在此基础上,给出了一种由光伏发电单元组成的光伏电站的等值计算模型,并仿真验证了其有效性。     

典型并网光伏电站的等值建模研究及应用

在不同扰动情况下,光伏发电系统的暂态控制策略不同,即使对于同一故障扰动,由于光伏电站存在多种类型逆变器,其控制参数也不尽相同。为明确大规模光伏电站暂态特性,同时避免对每种逆变器都建立详细模型,需要建立扰动情况下的光伏电站等值模型。采用倍乘方法建立了光伏方阵群的等值模型以及光伏逆变器群的等值模型,通过采用青海省海西地区的并网光伏发电站的实测数据进行的仿真验证及误差分析,由仿真结果可知,所提出的光伏逆变器群的等值建模方法和数学模型是有效的。     

基于阻抗分析法研究光伏并网逆变器与电网的动态交互影响

大量存在的并网逆变器会对分布式发电系统的电能质量和系统稳定性造成深刻影响,该文基于阻抗分析方法研究光伏并网逆变器与电网间的交互影响。论文定量分析光伏并网逆变器与电网之间由于阻抗交互影响所产生的谐波振荡,并通过基于硬件在环的分布式发电综合实验平台验证不同电网接入条件对并网逆变器稳定性的影响;推导LCL型并网逆变器的系统阻抗模型,并提出一种基于电压前馈的主动阻抗控制策略来提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度,使光伏并网逆变器在不同的动态电网条件下均具有较好的控制鲁棒性;最后给出阻抗主动调整控制策略的设计过程和参数设计方法,并通过仿真验证主动阻抗控制策略的有效性。     

基于μ综合方法的光伏发电系统柔性并入微网的鲁棒控制

光伏发电系统受气候环境等条件影响,输出功率具有间歇性、随机性等特点;另外,光伏组件、逆变器中的元器件老化等因素使光伏发电系统模型具有不确定性。为保证光伏发电系统柔性并网技术能满足微网电能质量等技术指标要求,针对微网中气候环境变化、元件老化等导致的模型参数摄动对光伏发电系统柔性并网的影响,提出一种基于模型匹配的光伏发电系统柔性并入微网的μ综合鲁棒控制方法,将包含逆变器等实际被控对象在内的模型匹配问题转化为广义系统,并抽象出不确定块,进一步归结为结构化不确定性问题,通过DK迭代得到μ综合控制器。μ分析和仿真结果表明,该μ综合控制器可以较好地保证微网中光伏发电柔性并网系统的标称性能和鲁棒性能,满足快速且无冲击的柔性并网要求,有利于微网的稳定可靠运行。仿真结果验证了所提出的μ综合鲁棒控制方法的可行性和有效性。     

光伏发电系统运行模式无缝切换控制策略

传统独立光伏发电采用电压型控制,并网光伏发电采用电流型控制,无法实现运行模式的无缝切换。为此,提出光伏发电系统在2种运行模式下都采用电压型控制,避免控制策略切换所引起的冲击。针对光伏发电系统的特点,分别设计了光伏逆变器在孤岛运行、并网运行及模式切换时的下垂控制策略。将下垂控制进行改进,通过动态平移下垂曲线,使光伏逆变器并网运行时能够始终输出最大有功功率,抑制不同情况下的功率偏移,同时维持直流母线电压稳定,孤岛运行时能够跟踪电网运行状态,减小并网瞬间的冲击。仿真结果和实验结果均验证了所提控制策略的有效性,光伏逆变器在孤岛模式及并网模式都能够满足稳态运行要求,模式切换暂态过程平滑无冲击。     

光伏发电在地铁牵引供电系统中的应用研究

地铁作为城市轨道交通的重要组成部分,在乌鲁木齐市未来的城市发展道路上不可或缺,蓬勃发展的地铁建设事业必将增大城市电力供应需求,为城市供电带来巨大挑战。乌鲁木齐市太阳能资源丰富,若能将光伏发电应用于地铁牵引供电系统,可以有效减少城市供电压力,降低地铁运营成本。因此,提出将光伏电站接入地铁牵引供电系统中,由光伏发电提供部分地铁牵引电能。为验证设想的有效性,基于MATLAB/Simulink构建了1 MW光伏电站接入地铁牵引供电系统的仿真模型,通过观察光伏电站经过逆变器后的输出电能的谐波大小判断光伏电站是否满足并网条件。仿真结果表明,经过逆变器后的光伏发电站输出的电能谐波满足并网要求,验证了光伏电站接入地铁牵引供电系统这一方法的可行性。     

光伏发电系统无功支撑能力评估分析

为了改善光伏发电系统对于电网电压的影响,光伏发电系统利用并网逆变器的无功调节能力,通过各种无功控制策略为电网提供无功支撑。为了考察目前提出的各种光伏发电系统无功控制策略的无功支撑能力,以光伏发电系统作为研究对象,对光伏逆变器无功输出能力进行分析。搭建光伏发电系统接入配电网模型,在此基础上利用MATLAB/Simulink仿真软件对各种无功控制方法进行仿真分析,根据仿真结果评估各种光伏发电系统无功控制策略的无功支撑能力,并对光伏发电系统无功控制提出改善意见。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。     

多ARM协同架构的智能合并单元设计

为降低合并单元设备成本、增强其智能化和通用化特性,利用多ARM（高级精简指令集处理器）并行处理的优势来构建智能合并单元。采用灵活的模块化方式来进行总体架构的设计,通过光纤接口方式与其他智能电子设备建立基于快速以太网的双向通信,遵循IEC 61850通信标准进行采样值报文和GOOSE报文的高速网络化传输。结合数据处理和报文传输的要求,详细阐述了采样控制和开入开出控制等核心部分的软件处理流程。采样值及GOOSE传输等相关测试结果表明,该智能合并单元工作可靠而稳定,可满足智能变电站中合并单元在实时性强、可靠性高、通信流量大等方面的要求。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products