基于VSG的低电压穿越控制策略研究

当电网发生故障时,VSG难以支撑微网系统的电压和频率稳定运行。为了使逆变器能稳定运行不脱网,同时具备抑制故障冲击电流的能力,提出具有有功和无功补偿的VSG低电压穿越控制策略。首先,在常规VSG的基础上对VSG发生短路故障时的暂态特性进行分析。其次,针对故障状态下VSG存在的问题,对有功功率进行有功补偿、无功功率进行无功补偿,无功补偿带来的VSG内电势升高,重新整定计算给定电压,并对短路故障参考电流进行越限整定。最后,建立有功和无功补偿VSG低电压穿越控制策略仿真模型进行仿真测试,测试结果表明：改进VSG控制策略相比于常规VSG/有功补偿VSG控制策略,在电压暂降故障期间不仅能实现有功补偿灵活调节VSG输出功角基本与电网功角保持一致,且能实现无功补偿有效支撑VSG输出电压,抑制电压跌落,同时能更好地抑制故障冲击电流,提高系统的暂态稳定性。     

直流逆变站动态无功源的电压稳定控制优化

直流逆变站电压系统不稳定会导致整个电力系统丧失稳定性,造成的经济损失和社会影响极大。目前使用的直流逆变站动态电压稳定系统对电压崩溃导致电压不稳和功角失恒导致电压不稳的情况不能及时计算出结果,导致电压调节稳定时间较长。提出一种直流逆变站动态无功源的电压稳定控制方法,通过建立动态负荷模型,对直流逆变站输电和配电系统的动态电压控制,及时发现电压无功源振荡阻尼,进行动态模型参数修正暂态稳定控制和电压闪变控制。降低了系统对电压稳定调节时间。仿真实验表明,动态无功源电压稳定控制方法缩短了直流逆变站电压动态调节缩短了时间,改善了动态调节过程,系统震荡得到有效控制,负荷电压稳定,符合应用要求。     

交直流混联电力系统电压崩溃风险评估

将风险理论应用于交直流混联电力系统的电压稳定分析中,结合电压崩溃发生的概率和产生的后果,定量地求取了不同负荷水平下系统发生电压崩溃的风险程度,并探讨了直流输电容量和直流控制方式对交直流混联电力系统电压崩溃风险的影响.通过确定SVC最佳无功补偿容量的实例,说明电压崩溃风险评估方法在协调电力系统安全性与经济性方面的独特优势...     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

基于量测轨迹及近似轨迹灵敏度的STATCOM安装地点和安装容量的选择

从近似轨迹灵敏度的方法原理和物理意义出发,在详细分析单机无穷大系统节点电压相对于无功补偿的近似关系的基础上,针对石化企业发生的常见故障,如冲击性或间歇性负荷等,导致母线电压波动不大时,提出了一种基于量测轨迹的近似轨迹灵敏度法,确定STATCOM的安装容量,综合考虑敏感母线和节点电压关于无功补偿的轨迹灵敏度指标以确定STATCOM的安装地点。将该方法应用于天津石化电网以确定STATCOM的安装地点和安装容量,仿真结果验证了所提方法的有效性和合理性。     

考虑调压裕度的风电场无功电压控制策略北大核心CSCD

针对风电场并网带来的电压稳定问题,文章提出了考虑调压裕度的无功电压控制策略。采用分层控制技术,首先通过无功整定层计算风电场无功输出参考值;其次在无功分配层考虑无功补偿装置与风电机组自身的调压裕度,选择相应的无功补偿方法,优先选用风电场配置的无功补偿装置进行无功调节。若补偿装置无法满足电压稳定要求,则根据各风电机组的运行状态,将无功补偿值按照无功容量比例算法进行分配,风电机组的网侧变流器采用自适应下垂控制以实现最大无功容量补偿。若无功缺额依然存在,需要对风电机组进行减载控制以实现对电网电压的无功支撑;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真平台对所提策略的有效性进行了验证。     

微网中储能系统的控制与分析

在微网系统中,大功率电力负荷的投切会导致电网电压幅值和频率产生波动。将储能装置应用于微网系统中,可以通过逆变控制单元,实时监控电网电压波动,即时调节配电网输送的有功、无功功率大小,从而达到平抑电网电压波动的效果。采用了电压频率环控制和有功、无功补偿控制相结合的控制算法,可以即时检测电网电压波动并进行快速补偿,具有较强的有功、无功调节能力。通过构建微网模拟环境,对比试验了不加储能装置和接入储能装置后微电网投入不同电力负荷时的电压波动情况,验证了控制策略的有效性和正确性。     

变/配电无功集中优化与电压分布控制策略研究

根据负荷和无功电压控制装置的特点,通过引入小容量调压式动态无功补偿装置将变/配电系统的无功电压控制分为两级控制,一级控制针对负荷的较大变化,以集中优化为手段控制电容器组的投切;二级控制以就地分布控制为原则,按九域图模式控制变压器分接头及无功补偿装置的可调容量部分,即可实现变/配电系统的无功电压集中-分布协调控制,力求达到控制效果和效率的最优化.实例分析结果表明,本方法为变/配电系统无功电压控制的有效方式.     

平凉110 kV电网无功电压问题分析及解决方案

平凉电网的无功、电压存在的问题主要是华亭电网的无功潮流分布不合理和电压偏高问题,为了切实有效解决电压问题,查找原因,根据平凉电网4种典型方式,进行无功优化计算,分析平凉电网无功负荷分布情况和无功补偿情况,降低华亭电网110kV系统电压是此无功电压解决方案。     

地区电网无功电压最优控制

本文提出了地区电网在满足母线电压、线路及变压器不超载的安全约束下,以有载调压变分接头和母线无功补偿量为控制变量,用线性规划获得计入无功电压静态特性的无功电压最优控制策略的方法.本文根据实时采样数据辨识负荷母线的无功电压静态特性,并有网损最小、无功补偿量最小、控制效益最大、三种不同的目标函数可供不同需要选用.在IEEE试验和实际系统的试验表明:能快速获得不同目标函数的最优控制策略.     

基于等值功率法求解临界电压崩溃潮流

针对电力系统电压崩溃问题,在负荷临界电压崩溃分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法.提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值功率求解电力系统临界电压崩溃的潮流,解决临界电压崩溃潮流的不收敛问题,通过IEEE5节点算例进行验证.     

基于虚拟阻抗的并联VSG改进控制研究

低压微电网在孤岛并联运行时,往往存在功率耦合以及线路阻抗差异等问题,传统的虚拟同步发电机控制很难实现无功功率的精确分配且环流抑制能力较差。为了解决上述问题,本文首先设计了虚拟阻抗使系统等效输出阻抗呈感性,实现了有功和无功的解耦。其次,提出一种改进无功-电压环控制策略,在无功-电压环中引入公共耦合点电压反馈和积分环节,减小公共耦合点电压波动并提高了无功分配精度。考虑到引入虚拟阻抗虽能有效抑制环流,却造成输出电压幅值降落的问题,通过在无功电压环中增加虚拟阻抗压降补偿项,以抬高无功-电压环输出电压幅值,抵消引入阻抗所产生的电压降落。仿真实验结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

含冲击负荷的配电网动态无功补偿

对于含冲击负荷的配电网,由于其负荷波动性大,导致无功补偿较为困难,对此提出了综合动态无功补偿法,即利用无功裕度的方法确定最佳补偿点,以在线监测补偿点电压作为约束条件控制投切电容器,动态调整补偿容量。对于冲击负荷引起的电压降落,采取就地补偿电容器的方式,同时在电容器上串联一个小容量电抗器,以抑制并联电容器对谐波的放大作用,减小负荷冲击对电网的影响。实例应用结果表明,该方法不仅稳步提升了线路和冲击负荷点电压,且有效保证了电网的电压质量。     

基于遗传算法的动态电压恢复器不对称暂降补偿方法

电压暂降作为一种电能质量问题,由于不对称故障的存在,使处理不对称电压暂降变得复杂。电压暂降除了幅值减小外,还往往伴随着相角跳变,这样更增加了补偿难度。电压暂降发生幅值不对称和相角不对称,都对电子变流设备有着严重的影响,因此需要将负荷电压的幅值恢复到容忍范围,同时保持三相电网电压对称。由于动态电压恢复器(DVR)受最大注入电压限制,需要建立一种方法使DVR的各相注入电压得到有效控制。针对动态电压恢复器(DVR)补偿电压约束下,不对称故障电压补偿,采用遗传算法对其注入电压实施控制,并以算例说明该方法的有效性。     

计及可控串联补偿器的系统电压失稳概率研究

可控串联补偿器(TCSC)可以灵活地调节线路潮流,提高系统运行的稳定性,传统分析方法在评估TCSC提高系统静态电压稳定性作用时存在缺陷,无法考虑不确定性因素的影响。因此,建立计及TCSC接入的系统负荷裕度概率模型,考虑运行参数的随机波动,通过半不变量法和Gram-Charlier级数计算负荷裕度概率特征,进而得到电压失稳概率值。分别在常态与故障下对比TCSC安装前后的IEEE39节点系统失稳概率,结果表明,TCSC能有效地提高系统的静态电压稳定性,验证了本文方法的可行性与准确性。     

Static compensator for maintaining voltage stability of wind farm integration to a distribution network

Electricity generation from wind has grown sharply and its growth potential is still significant. However, the decentralized nature of the wind opposes the historically centralized structure of national networks. Unlike conventional sources, wind does not provide reactive power, which is necessary to maintain acceptable voltage conditions on the network. The use of Flexible AC Transmission Systems (FACTS) in distribution network to compensate for vagaries such as production related to wind energies and to control the voltage is an optimal solution.This paper is aimed at presenting a point of view on the wind power generation control issues. The main idea is to propose the use of a FACTS such as the STATCOM, which is a compensation device that is capable of generating and/or absorbing reactive power and in which the output can be varied to control the specific parameters of an electric power system and improve the quality of the energy provided, i.e., to regulate the desired power flows in a power network and to provide the best voltage profile in the system as well as to minimize the system transmission losses when inserting the wind generator in the electrical network.     

基于改进遗传算法的配电网无功优化

在传统无功优化模型的基础上,引入静态电压稳定裕度指标,建立了综合考虑系统有功网损最小、无功补偿容量最小和系统静态电压稳定裕度最大的配电网无功优化模型。根据节点无功2次电阻矩的大小,确定了待补偿节点以及各节点补偿容量的上下限。在基本遗传算法的基础上,对遗传操作进行了改进,提出了1种改进遗传算法。实例计算表明,采用该方法对配电网进行无功优化不仅可以降低有功网损,还能提高系统静态电压稳定性。     

用于风电场并网中无功电压调节的UPFC仿真分析

以笼式异步电机为基础的风力发电机组并网运行时需要吸收大量无功功率,如果不能提供充分的无功补偿,会导致风电场电压跌落,部分风机脱离,系统无法正常运行。而统一潮流控制器（UPFC）具有控制线路潮流,提高电网稳定的作用,可以应用于风电并网之中。针对上述问题,在某一风场内的变风速条件下,用软件MATLAB/simu link建立基于恒速恒频异步发电机的风电机组并网模型并仿真,通过分析仿真结果,对比应用UPFC进行无功补偿前后风电场及电网的运行状态变化,证明UPFC可以调节带有风电场的系统无功功率和电压,维持电网稳定运行。     

Design and coordination of a capacitor and on‐load tap changer system for voltage control in a wind power plant of doubly fed induction generator wind turbines

Larger percentages of wind power penetration into the grid translate to more demanding requirements coming from grid codes; for example, voltage support at the point of connection has been introduced recently by several grid codes from around the world, thus making it important to analyse this control. Voltage control is actuated by reactive power injection, and for a wind power plant of doubly fed generator turbines, reactive power capability can be a challenge, which typically is overcome by installing reactive power compensators. The integration and the interaction between all these reactive power sources and the on‐load tap changer of the main substation transformer need to be analysed and taken into account in the control design. In this paper, a novel coordination and control strategy for capacitor banks and on‐load tap changer for a wind power plant is introduced. The capacitor banks are controlled in such way that the steady‐state usage of the converters for reactive power injection is driven below to a maximum desired value of 0.1 pu. Additionally, the control transients because of the capacitor bank switching are minimized by using a suitable control structure. The tap changer control is coordinated with the plant control to decrease the impact of the capacitors reactive power in the line drop calculation, thus reducing the amount of tap operations and improving the accuracy of the line drop voltage estimation. The coordination of the central controller with the plant components is analysed and tested through electromagnetic transient program simulations. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于差动电压的并联电容器在线监测系统设计

针对近期宁波500 kV变电站内电容器组故障率偏高的情况,发现利用传统的运行维护措施已经无法满足电网对无功补偿电容器稳定运行的要求。充分利用在线监测原理,在不需要增加或改动一次设备的情况下,针对电容器差动电压变化值,通过后台软件的功能扩展和高级应用,设计了一套并联电容器在线监测系统。该系统可实现对无功补偿电容器组的故障预警和差动电压数据查询,为设备的状态检修提供数据支持。