基于前馈电压与Crowbar协调的直驱型风电系统 低电压穿越控制策略研究

摘要： 当电网电压下降或短暂波动时,为了避免风机与电网断开,给电网带来干扰,影响电能质量,要求风电场具备低电压穿越能力。文章对直驱型风电系统低电压穿越技术进行了研究,提出了一种基于电网电压信息前馈与Crowbar电路协调的控制方法。该方法将硬件卸荷的思想和改进的控制策略相结合,两者协调共同维持直流母线电压稳定。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明,该方法在电网电压跌落期间既可提高直流母线电压的稳定性和动态调节能力,又能降低发电机侧输出功率,并且减少了Crowbar电路的作用时间,有效地提高了机组的低电压穿越能力。     

基于转子储能的全功率变速水电机组低电压穿越控制策略研究

全功率变速水力发电机组是水力发电机组变速运行主要方式之一,能更快速度响应电网功率变化需求,对间歇性与随机性强的新能源消纳具有重要意义,其机组的低电压穿越能力是保障机组稳定并网运行的关键。提出了一种基于机组转子储能的低电压穿越控制策略,充分利用水力发电机组转子储能能力强和机组输入功率可以调节的特点,采用转子储能和调速器调节吸收控制电网电压跌落期间的机组不平衡能量,并根据电网电压跌落幅值通过网侧变流器向电网提供无功电流支撑。建立了系统各部件的数学模型,通过仿真比对了提出的控制策略与传统的策略,仿真结果表明提出的控制策略能有效抑制直流母线过电压,并向电网提供无功电流支撑,提高了全功率变速水力发电机组的低电压穿越能力。     

基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制

双馈风电机组并网比例不断提高,加剧了电网遭遇外部故障导致规模化脱网问题。文章介绍了现有风机故障穿越控制方案的原理,考虑到频繁投切直流卸荷电路电阻易引起电压波形畸变、超级电容器控制方案成本过高等问题,提出了基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制方案。该方案将卸荷电阻通过DC/DC变换器与直流母线相连,在控制电路中引入有功功率-直流母线电压的下垂控制环节,实现故障期间电路电阻吸收功率的动态调节,同时设置高、低电压穿越两种模式,根据并网点电压变化情况自主启动。最后,在Matlab/Simulink中对智能卸荷电路控制策略进行验证。仿真结果表明,基于智能卸荷电路的风电机组故障穿越控制策略在直流母线电压抑制、电压恢复所需时间、转子电流畸变程度和方案经济成本等方面具有优势。     

电网故障时大型光伏电站直流外送系统LVRT控制策略

以大型光伏电站直流升压外送系统为研究对象,当交流电网发生不同类型故障时整个系统在传统电压电流双闭环控制策略下存在并网电流畸变和直流母线过电压问题,无法实现低电压穿越。针对上述问题,从并网电流畸变和直流母线过电压的机理出发,提出一种将光伏发电模块MPPT模式的动态切换控制与基于优化型DDSRFPLL的VSC换流器正负序双电流环控制相结合的新型低电压控制策略。通过前级光伏电站与后级VSC换流器两者之间的协调配合,有效抑制直流母线的过电压和负序分量对并网电流的影响,成功实现大型光伏电站的低电压穿越运行,可大大提高大型光伏电站接入系统稳定运行的能力。并在Matlab/Simulink中搭建一个4MW/±30kV的光伏直流升压外送系统模型,仿真验证该新型控制策略的有效性。     

集散式光伏逆变系统低电压穿越控制策略

针对集散式光伏逆变系统低电压穿越时稳定性差的问题,提出了一种低电压穿越控制策略。该策略以智能控制器和逆变器相互耦合的直流母线电压为参考量,对智能控制器和逆变器进行协调控制,实现低电压穿越时的功率平衡。并通过负序电流指令补偿,抑制电网电压不平衡时直流母线电压2次纹波。1 MW集散式光伏逆变系统LVRT试验结果表明,该方法具有良好的动态响应和稳态性能,低电压穿越时,直流母线电压控制稳定;低电压穿越恢复时,有功功率恢复平稳快速。研究成果有重要的工程应用价值。     

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。     

基于混合储能的双馈风机的电网支撑能力提升策略北大核心CSCD

电网电压跌落时风电机组须具备低电压穿越能力,但是低电压穿越会造成系统频率不稳定。当传统储能结合双馈风机为系统提供惯量支撑和参与系统的一次调频时,仅以频率作为参考量,因此低电压穿越会加剧直流母线电压升高。文章提出了基于混合储能的双馈风机电网支撑能力提升策略。在直流母线处,加入超级电容与蓄电池组成的混合储能模块,在系统功率波动时,混合储能模块为系统提供惯性支撑和参与系统的一次调频;在电压跌落时,混合储能模块吸收直流母线上多余的能量,维持直流母线电压稳定。文章通过仿真试验验证了所提方法的有效性。     

双馈风电机组低电压穿越仿真模型可信度评估

依照实际风场系统,基于Matlab/Simulink搭建了等值局部电网模型、低穿设备模型、箱变模型和风电机组模型。结合矢量控制原理,搭建了基于电网电压定向控制策略的网侧变流器模型和定子磁链定向控制策略的机侧变流器模型,同时研究了电网电压跌落期间Crowbar保护的控制策略。通过对比分析低电压穿越仿真和德国劳氏船级社(GL)风电现场实测结果,对仿真模型可信度进行评估。基于《风电机组电压穿越建模及验证方法》的评估结果验证了搭建的仿真模型可信度满足系统要求,可评估风电机组低电压穿越一致性。     

基于直接电容电流控制的PMSG机组低电压穿越控制策略研究

提出一种改进的PMSG机组低电压穿越控制策略。在机侧变流器控制直流母线电压的结构基础,提出直接电容电流控制和电感电压前馈方法,加快直流链电压控制速度,进而提高网侧变流器捕获最大风能的速度和降低电压故障时的直流电容电压暂态峰值。对比仿真结果可验证该文策略的有效性。     

PMSG发电系统不平衡电网下网侧变流器控制研究

文章通过对电网不平衡情况下风力发电系统的分析,提出了以抑制负序不平衡电流为主要控制方法的网侧变流器控制策略。为维持不平衡下直流母线电压的稳定,提出电流微分前馈的控制方法,结合以上两点控制方法设计出电网不平衡下永磁直驱风力发电系统网侧变流器综合控制策略,该控制方法结构相对简单、有效,并具有一定的低电压穿越能力。最后在Matlab/Simulink下仿真验证了3 MW永磁直驱风机控制的有效性。     

Conductivity test and analysis methods for research of lithium batteries

锂电池活性电极材料的锂离子电导率、电子电导率以及电解质的锂离子电导率与锂电池的动力学行为密切相关。电导率的测试分析有助于理解材料的电化学性能,常用的方法包括直流法、交流阻抗法和直流极化法等。本文根据电解质材料和活性电极材料的不同导电特性,分类介绍了电导率测试选取的方法、原理、设备、测试流程和注意事项,并结合具体案例阐述数据的分析。     

500 kV超导限流器在广东电网应用选点研究

随着电力需求的不断发展,广东电网短路电流水平迅速提高。超导限流器对电力系统的正常运行无影响,一旦发生故障能够立即投入限制短路电流,达到对短路电流的抑制。以2015年作为研究水平年,以广东规划电网为研究对象,对广东500kV电网短路电流水平进行计算分析。综合考虑超导限流器安装对短路电流的抑制效果、对电网发展的适应性及对电网运行的影响等方面来进行其在广东电网应用选点方案的研究,推荐西江站、东纵站及深圳站考虑作为加装超导限流器的站点,有力降低广东电网短路电流水平,促进广东电网发展。     

降低电耗 节约能源 实施铝电解槽直流叠加供电

实行对不同容量的电解槽进行叠加供电，在我国有色系统铝电解行业属首例，特别是大电流可控硅机组和二级管要组进行大电流叠加供电在国内尚属首例。从理论和实际上讲都是可行的，特别对我国铝电解行业设备的更新改造提供了宝贵的经验，为节约资金，创造更大经济效益创出了一条新路。     

Shunt current calculation of fuel cell stack using Simulink

Presence of shunt current in fuel cell stacks can lead to corrosion and power loss problems. The objective of this paper is to develop a stack-level model for calculation of shunt currents. The simulation model was based on electrical circuit, and created using Simulink^® software. The Simulink^® results were validated by using PSpice^® software and comparing with experimental data of an electrolyzer stack. The Simulink^® model is also used to evaluate the effectiveness of a protective current method to reduce the shunt current. The protective current method was found to effectively reduce shunt current of a 100-cell stack. The Simulink^® model also shows that shunt current is highest at end cells of the 100-cell stack examined, suggesting extra care be applied to end cells for corrosion prevention. Monte Carlo simulation was performed to examine sensitivity of variance in voltage, manifold, channel and cell resistance on calculated shunt current. The sensitivity analysis shows that calculated shunt current is most sensitive to variance in manifold resistance and followed by variance in voltage, electrolyte and channel resistance. The calculated power loss due to shunt current is within 1% for the conditions examined.     

电场对旋转火焰温度的影响

燃料燃烧时,火焰内部的非完全燃烧会使生成的烟气中存在带电粒子,旋转火焰在直流电场作用下内部和顶部的温度会明显升高,一般升高25℃,而在旋转火焰的边缘处,火焰的温度变化较小,一般只有5℃.这主要与火焰内部的燃烧温度特性和旋转特性有关.同时,在不同性质的电场作用下,其温度的变化幅度也不相同,在直流电的作用下,其温度的最大变化范围可以达到30℃,而在100 Hz交流电作用下温度的最大变化范围还不到5℃.     

限流_过流保护在可控硅整流装置中的应用

文中重点介绍了可控硅整流装置中限保护方案的工作原理.     

一种基于小波变换的谐波与基波有功和无功电流检测算法

谐波与基波有功、无功电流的正确检测是谐波拟制和无功补偿的基础。本文利用小波变换的多分辨分析理论,结合电网电流定义式,给出一种简便的计算基波电流的有功分量、无功分量与谐波分量的算法,无需预先求解电流相位,计算量小,适合在线计算。利用不同类型的小波,在不同采样频率下对算法进行了实例仿真,仿真结果证明了该算法的有效性,并讨论了小波滤波器系数长度及采样频率对算法检测精度的影响。     

About internal currents during start-up in proton exchange membrane fuel cell

This paper reports about an experimental and numerical study of the internal currents that occur during fuel cell start-up under open-circuit conditions. The internal currents were measured in a segmented cell specifically designed for this purpose and it was found that they could reach values higher than 1 A cm⁻². They result from the potential that appears at the inlet of the anode compartment while hydrogen pushes oxygen, air, or possibly nitrogen that was introduced for purging water toward the outlet. For a short time, a fraction of the channels is filled with hydrogen while the other part is still occupied by the gas initially present. The model presented in the paper demonstrates that the occurrence of internal currents can be explained mostly by capacitive effects. Carbon oxidation occurs probably simultaneously but its contribution to the internal currents is by all appearances negligible. The model also explains the transient voltage rise (over the steady state open circuit voltage) that is sometimes observed experimentally shortly after the fuel cell start-up.     

一起三相异步电动机缺相问题的分析

据统计,三相异步电动机绕组烧毁事故,大多是由于电动机缺相运行造成的。但由于大家对缺相问题的认识不足,只是依靠热继电器来对电动机进行保护,无法对电动机提供有效的缺相保护。对三相异步电动机在缺相工况下的故障电流进行分析,给出其变化趋势。结合某厂实际,对配电回路中常规保护装置不动作的原因进行深入分析,给出合理的解释,并提供解决缺相问题的方法。通过在配电回路中增加缺相保护装置,有效地减少了该厂电动机损坏事故。     

低变比ECT计量性能测试与分析

为研究低变比电子式电流互感器(ECT)的计量性能,以罗氏线圈ECT为对象,分析了环境温度、邻近相电流和谐波因素对计量准确度的影响。结果表明,温度变化导致的ECT误差波动可达0.2S级基本误差的一半及以上;邻近相电流对0.2S级ECT的误差有影响但不致超差;罗氏线圈ECT可准确计量谐波电流,且对基波电流的计量无影响。研究成果为合理设计低变比罗氏线圈ECT的结构提供了理论依据。