面向海上平台轻型化的跟网型中频远海风电场直流送出方案

海上风电具有广阔的发展前景,而可靠、高效的大规模远海风电并网系统是开发海上风电的关键技术.针对远海风电直流送出系统的海上平台轻型化问题,提出一种跟网型中频远海风电场直流送出方案.该方案采用跟网型风电机组,直流系统的整流侧和逆变侧都采用模块化多电平换流器(MMC).首先,从拓扑结构和控制系统2个方面对该跟网型中频方案进行了描述;接着,就海上风电场交流系统运行频率对风电场及其直流送出系统的影响进行了分析,包括对变压器、交流电缆和MMC等的影响.基于±320 kV/1000 MW海上风电直流送出系统,分析了100 Hz跟网型中频方案的技术经济性,包括关键电气设备的主回路参数、海上交流电缆造价、海上平台造价、风机造价、交流电缆损耗和整流站阀损耗、交流电缆输电能力.最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了跟网型中频方案的电磁暂态仿真模型,验证了该方案的有效性.     

基于主动注入的光伏直流并网系统早期故障定位方法

对光伏直流并网系统早期故障进行定位隔离,可尽可能避免短路故障造成的系统长时间停运,提高了系统可靠性。早期故障信号微弱,时频域特征不明显,不影响系统功率送出情况下准确定位早期故障具有很大挑战。针对此问题,提出了一种基于换流器主动注入的早期故障定位方法,揭示了早期故障高阻特征,利用扰动信号对故障系统结构变化差异的放大,定位早期故障。基于PSCAD仿真验证了所提方法的正确性,分析对系统电压稳定性和功率送出的影响,同时验证了其噪声情况下的准确性。所提方法充分利用了换流器灵活控制的能力,具有较高可靠性;且能够避免系统长时间停运,具有很好的工程应用价值。     

用于小信号稳定性分析的风电机群单机等值模型

针对风电并网系统小信号稳定性分析,基于线性化状态空间模型,推导了风电机群单机等值模型的表示形式,并进一步推广至多风电场并网系统、得到其动态等值表示形式。为此,首先对各风电机组采用详细模型,建立了风电机群全阶线性化状态空间模型。然后,在风电机群内风电机组型号相同、且运行状态相似的条件下,假设各风电机组线性化状态空间模型相同,进而引入变量变换,由全阶模型推导得到了风电机群单机等值模型的表示形式。在此基础上,进一步拓展至多风电场并网系统,得到了其动态等值模型的表示形式。对于一具体的风电机群或多风电场并网系统,可根据其具体形式和条件,代入建立其等值模型。最后通过仿真算例,验证了所提等值模型的有效性。     

面向不平衡补偿的三相四桥臂并网逆变器控制策略研究

针对微网中大量接入不对称负载且日益增多的现状,引起的三相电压不平衡问题,提出基于三相四桥臂逆变器的多状态分层协同补偿策略.利用四桥臂并网逆变器三相输出独立的特点,采用双同步坐标系解耦软件锁相准确跟踪微网相位,根据电网三相电压值的大小,对发电装置发出的电源进行三相功率分配,对低电压相进行功率补偿以实现微电网电压的平衡.利用MATLAB/Simulink进行建模仿真,并对个别状态进行了试验.结果 表明,对于微电网中可能存在的电压不平衡情况,所提出的补偿控制策略可以有效改善电压不平衡的问题,并对其进行补偿.     

弱电网下基于锁相控制并网变换器小扰动同步稳定分析

该文对弱电网下基于锁相控制并网变换器的小扰动同步稳定问题进行研究。首先,以机理化揭示并网变换器同步特性为目标,通过将其和传统同步机的同步动态进行类比等效,建立适用于并网变换器同步稳定分析的类Heffron-Phillips动力学模型。进而借鉴传统电力系统低频振荡分析思路,采用复转矩系统法分析思想,将锁相环主导的同步振荡模式阻尼分为两部分:锁相环自身固有阻尼分量和弱电网下复杂控制耦合引入的附加阻尼分量,进而从阻尼特性的角度揭示弱电网下并网变换器同步稳定机理,并从影响固有或附加阻尼分量的角度,研究电网阻抗、控制器参数等因素对小扰动同步稳定性的影响。该文研究结果清晰揭示了弱电网下并网变换器同步失稳机理,并为后续同步稳定控制指明了思路。     

特约主编寄语

绝缘电介质是保障电力装备安全可靠运行的基础。随着高端电力装备制造和新能源并网等领域的快速发展,电力装备的功能与应用场景不断拓展,绝缘电介质在电、热、力等多场耦合条件下的服役工况日益严苛,对绝缘电介质综合性能提出了更高的要求。绝缘电介质往往成为制约电力装备性能提升的"卡脖子"关键技术,然而目前高性能绝缘电介质的基础理论研究和应用研究均滞后于发展需要。因此,结合超特高压电力输电网、轨道交通、国防与航空航天等领域对绝缘电介质的关键需求,进一步深入认识绝缘电介质结构组成与物理性能,理解绝缘电介质在服役过程中的性能演变,探索绝缘电介质领域的新材料、新理论、新方法,在新时期显得尤为重要。     

风电耦合制氢技术进展与发展前景

大规模开发利用风电等可再生能源已成为世界各国清洁低碳能源转型的共识,但因其存在随机波动性和间歇性强的缺点,在风电渗透率高的地区或孤网系统中的应用受到限制。风电耦合制氢技术可发挥氢能长周期大规模储能和多元化产品输出的优势,在未来风电开发利用过程中发挥重要作用。文中综述近二十年来风电耦合制氢技术的发展现状,对并网型和离网型风电耦合制氢技术的应用效果和经济性进行评价,并针对技术应用中存在的瓶颈问题,从系统优化设计、运行策略制定以及全寿命周期技术经济性评价等方面给出进一步发展方向建议。最后,根据我国资源禀赋和区域特点等提出适合我国不同地区风电耦合制氢技术的发展前景。     

谐波电压下的并网逆变器电流与功率协调控制

通过对电网电压中的高次谐波进行分析,其对并网逆变器功率波动与电流谐波影响较大.首先分析高次谐波电压对电流和功率产生的影响,进而提出一种电流与功率协同控制策略,设计级联低通滤波器滤除指令电流中的高次谐波分量,采用加权思想实现电流/功率协同控制,根据系统控制频率设计准比例谐振(QPR)控制器实现并网电流无谐波.避免了锁相环对系统的干扰,不必提取正负序变量,简化了控制结构.最后实验验证了所提控制策略的有效性.     

新型单相T型五电平非隔离光伏逆变器

提出了一种基于传统单相H桥拓扑和T型NPC拓扑相结合的五电平非隔离单相光伏并网逆变器拓扑结构,该拓扑包括两种结构,即通常的单相全桥和T型中点钳位结构.该拓扑通过一个由双向开关管组成的T型中点钳位结构来获得五电平,称之为T型五电平拓扑.具体分析了该新型拓扑的工作模态与共模漏电流抑制能力,该新型拓扑具有较高的效率,具有较低的泄漏电流,相比于传统的三电平拓扑具有很小的并网电流谐波和较低的开关管电压应力,可以减少并网逆变器的滤波成本和开关管器件成本.最后通过仿真和实验验证了理论的正确性.所提出的T型五电平拓扑符合非隔离光伏并网逆变器的相关标准,适用于光伏逆变器市场.