双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究

逆变器并联系统各模块输出电压的幅值和相位不一致会产生有功环流和无功环流.从逆变器等效输出阻抗的角度,对基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的逆变器并联系统的环流特性进行了研究.理论分析、仿真和实验结果证明,对于双闭环控制电压源逆变器并联系统,各模块输出电压单位幅值差造成环流的大小取决于单模块逆变器等效输出阻抗的模值,环流的无功功率与有功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值;各模块输出电压单位相位差造成环流的大小取决于单模块输出电压和等效输出阻抗的模值,环流的有功功率和无功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值.     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

基于有功和无功环流控制的DC-AC逆变器并联系统分析与实现

传统的基于有功和无功环流控制的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,即根据输出有功功率差调节输出电压的相位,根据输出无功功率差调节输出电压的幅值,实现输出负载均分.该控制方式若应用于电压电流双闭环控制逆变器并联系统会引起系统工作不稳定,本文分析了造成不稳定的原因,给出了电压电流双闭环控制DC-AC逆变器并联系统输出有功和无功功率差与输出电压幅值、相位差之间的定量关系,提出了相应的均流控制策略,给出了并联系统的实现方案.实验结果验证了该控制方案的可行性.     

10kV开口点问题的分析

10kV配电网络利用环网或杆上闸刀使配电线路互相联络,减少了用户停电,提高了供电可靠性,而在开口点合环操作中环网柜或杆上闸刀两侧由于电压向量不同产生环流。以奉贤奉浦站为例,分析了10kV开口点问题,经计算设法减小环流,以确保操作安全;35kV变电站的10kV母线运行中存在开口点,在合环操作同样产生环流,利用此环流可解决新站投运时的带负荷测量差动六角图的问题。     

甘肃电网内无功环流的计算分析

目前甘肃电网内存在两个无功环流，一个是刘家峡一炳灵电磁环网，另一个是靖远-银城-沙河电磁环网，无功环流会产生无谓的有功损耗和无功损耗。造成无功环流的原因各不相同，有的源于规划，有的是由于管理体制，有的由于运行方式，有的只是环网中各变压器的变比不匹配引起环网中存在环路电势，进而引起循环功率。那么，甘肃电网内无功环流存在的主要原因是什么？如何采取必要措施消除无功环流。笔者在对甘肃电网内两个电磁环网进行计算分析的基础上，提出了结论性的建议和措施。     

基于改进下垂控制的微网协调控制策略

微源间的无功环流是由其输出电压幅值的差异引起的。在深入分析并联运行微源间输出电压幅值差异与无功功率出力分配偏差关系的基础上,将电压幅值反馈的控制策略引入到传统下垂控制中,降低微源间输出电压的幅值差,从而抑制无功环流的形成。仿真结果验证了该控制策略的可行性,同时仿真结果还表明该策略可以有效提高微网运行的稳定性。最后将该控制策略应用到并网过程中,仿真结果表明电压幅值反馈控制策略可以有效抑制并网过程中频率和电压的震荡。     

电磁环网中无功环流的分析与控制

电磁环网是在电网发展过程中产生和消亡的一种特殊的网架结构。多年来，对电磁环网的研究多以安全控制为目标，分析其是否开环运行，而对电磁环网合环运行的功率控制研究较少，对其无功功率控制的研究更为少见。文章针对电磁环网中出现的无功环流问题，分析了其产生机理和控制措施，并将研究成果用于指导西北电网刘家峡—炳灵330/ 220 kV电磁环网无功环流的控制中。研究表明，对电磁环网中的无功环流进行控制可显著降低网损，提高电网经济效益。该研究有望对我国750 kV和特高压电网发展过程中形成的电磁环网的安全、经济运行起到一定的指导作用。     

城区10kV配电网合环运行分析

为了提高城市供电的可靠性,城区配电网现基本建成环网结构,正常方式开环运行。在设备检修又不影响用户受电的情况下,会采取短时合环倒闸操作。因合环开关两侧母线或线路存在电压差等原因,可能使合环操作中产生过大环流,引起过流保护或速断保护误动。本文分析影响安全合环的主要特征量,给出了安全合环的主要调整措施。     

一种简化的逆变器并联控制技术研究

依据输出有功功率差和无功功率差分别调节输出电压相位和幅值的控制技术较多地应用在逆变器并联控制中.但是,对于基于电压电流双闭环反馈的电压源型逆变器,输出有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值均有耦合关系.本文推导出逆变器的等效输出阻抗,研究了有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值的定量关系.讨论了器件精度对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,在此基础上提出一种简化的并联控制策略:即基准电压同步,根据环流大小调节基准电压幅值.建立了并联系统模型,分析了并联系统特性,给出了实验结果.     

基于子模块瞬时功率跟随模块化多电平矩阵变换器控制策略

通过特殊矩阵结构下各桥臂级联子模块的瞬时功率特性分析,提出了一种基于子模块瞬时功率跟随的三相六桥臂模块化多电平矩阵变换器控制策略。桥臂间电容电压均衡控制环采用电容电压直流量偏差值及差频纹波的混合反馈,实时跟随瞬时功率幅值包络线注入高频共模电流,经由同一闭环实现二者的整体控制,可解决桥臂间无功分配差异和差频电压波动对变换器应用范围的限制;在单一环流路径约束下,叠加输出频率环流调节桥臂间非零序有功偏差,叠加输入频率环流调节相间平衡,环流闭环合成方式不影响控制独立性且易于实现。桥臂电流控制环可实现交流两侧端口电流及内部环流的解耦控制,无需复杂的矢量变换。最后通过不同工况实验验证了该方法的有效性。     

电力市场下的无功电价研究

无功功率服务价格是电力工业重组中的一个重要的研究课题。由于传统的最优潮流数学模型不考虑无功功率的生产成本,因此无法得到合理的无功功率价格。文中在引入了无功功率的发电成本和无功补偿器的成本之后,运用最优潮流方法,分析了各种不同的优化目标及不同的约束条件对以经济学为基础的无功电价的影响及无功电价的特点。以一个实例系统对无功功率价格进行了研究,揭示了无功电价的一些基本规律,取得了有指导意义的成果。     

考虑边界母线电压无功特性的地区电网无功优化

地区电网的电源是连接上下级电网的变电站,将REI等值用于地区电网无功优化,以解决常规模型中无法反映边界母线(即连接上下级电网的母线)间电压无功特性(边界母线电压幅值受自身以及其他边界母线下级电网无功变化的影响情况)等问题。推导了能有效反映电压无功特性的等值电抗与边界母线电压无功灵敏度矩阵的关系,分析了等值电抗的变化特性以及潮流状态在等值前后的一致性,提出首先根据等值前后电压无功特性保持一致的原则利用本地数据求取等值参数,然后在优化计算中根据优化前后电压偏差的不变性对优化电压进行修正。通过对四川某地区电网的仿真计算,验证了该方法可以有效反映边界母线间的电压无功特性,使优化潮流计算电压更加准确。     

电压稳定分析的潮流算法研究

研究了一种新型的用于电压稳定分析的潮流算法,它可充分考虑电力系统各种类型元件的模型,将常规潮流方程与动态元件的状态方程联立求解,同时解出系统中各个节点的电压、相角以及各种动态元件内部的状态变量。它考虑了系统中各种极限情况,消除了对于PV,PQ及平衡节点等的假设,使计算结果更加接近于系统的实际运行情况。采用上述潮流模型的连续潮流算法,对一个试验系统进行了电压稳定临界点的计算,并与常规潮流算法进行了比较。     

采用正规形方法确定重要负荷节点排序

电网结构是电力系统安全稳定运行的一个重要因素。为研究不同负荷节点对电压稳定性所具有的不同影响程度,首先应用向量场正规形理论分析电力系统潮流方程,提出了以节点电压非线性参与因子作为依据衡量负荷节点影响电压稳定性的程度的方法。该方法可计及电力系统非线性特性对电压稳定性的影响,因此与线性化分析方法相比,该方法在系统具有强非线性特性的条件下,仍能准确识别负荷节点的重要程度。然后用该方法研究了New England 39节点系统中不同负荷节点对电压稳定性的影响,通过对系统电压稳定性指标的比较,验证了所提出方法的有效性。     

含VSC-HVDC的交直流混合系统潮流统一迭代求解算法

介绍基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电(VSC-HVDC)技术,具有可向无源网络供电、不会出现换相失败等众多优点。分析VSC-HVDC输电系统的原理及其中VSC的控制方式。针对不同控制方式下的VSC,分别推导其交流母线及直流系统相应的潮流修正方程式。提出VSC-HVDC交直流混合系统潮流的统一迭代求解算法,并以修改后的WSCC-9节点交直流混合系统的潮流计算为例,验证统一迭代求解算法的有效性。通过该潮流算法分析VSC-HVDC输电系统的稳态特性和有功功率损耗特性。     

交直流混合系统潮流算法改进及其鲁棒性分析

提出一种改进交替求解法来计算交直流混合输电系统潮流。该方法克服了直流子系统计算过程中由于受到交流系统母线电压幅值的影响而可能产生振荡的缺点。采用牛顿拉夫逊法计算直流输电子系统中每个单元,避免依照公式直接计算可能产生对负数开方的问题;同时,它很好地处理了分接头的调整问题,克服了由于控制角的余弦值大于1而导致无法回算触发角(熄弧角)的问题。仿真结果表明该算法快速可靠。所提出的方法在南方电网不同断面、不同运行方式、以及系统N-1扫描的计算过程中,体现出较好的快速性和可靠性。     

用正规形方法研究负荷节点对电压稳定性的影响

不同的负荷节点对电压稳定性具有不同的影响程度。应用向量场正规形理论,分析电力系统潮流方程。提出以节点电压非线性参与因子作为依据,衡量负荷节点对电压稳定性的影响程度。所提出的方法可计及电力系统非线性特性对电压稳定性的影响,与线性化分析方法相比,该方法在系统具有强非线性特性的条件下,仍能准确识别负荷节点的重要程度。将所提出的方法用于New England 39节点系统,研究系统中负荷节点对电压稳定性的影响,通过对系统电压稳定性指标的比较,验证所提出方法的有效性。     

500 kV漫湾-草铺输电系统优化无功潮流调整控制研究

电力系统的无功潮流在安全电压约束下作优化方式运行是降低线损、提高电压质量和保证电压稳定运行的根本措施,只要在每个发电厂和变电站分别装一套作者提出的电力系统型无功电压调节控制装置就可实现无功潮流优化运行方式。文章介绍了此开发的经济压差优化功无潮流程度。用1999年6月5日500kV云南漫湾－草铺输电系统的实际运行数据计算比较了潮流和经济压差优化无功潮流,结果说明后者具有提高电压质量、降低线损和提高电压稳定储备的作用。     

Optimal power flow by BAT search algorithm for generation reallocation with unified power flow controller

Optimal power flow with generation reallocation is a suitable method for better utilization of the existing system. In recent years, Flexible AC Transmission System (FACTS) devices, have led to the development of controllers that provide controllability and flexibility for power transmission. Out of the FACTS devices unified power flow controller (UPFC) is a versatile device, capable of controlling the power system parameters like voltage magnitude, phase angle and line impedance individually or simultaneously. The main aim of this paper is to minimize real power losses in a power system using BAT search algorithm without and with the presence of UPFC. Minimization of real power losses is done by considering the power generated by generator buses, voltage magnitudes at generator buses and reactive power injection from reactive power compensators. The proposed BAT algorithm based Optimal Power Flow (OPF) has been tested on a 5 bus test system and modified IEEE 30 bus system without and with UPFC. The results of the system with and without UPFC are compared in terms of active power losses in the transmission line using BAT algorithm. The obtained results are also compared with Genetic algorithm (GA).