AC/DC-DC/AC级联变流器DC与AC双侧双向交互稳定性分析及协调优化控制

AC/DC-DC/AC级联变流器系统面临双向功率流动时,若不切换变流器控制策略,直流侧与交流侧的稳定性在正向功率与反向功率之间存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异可能会导致系统发生振荡。针对这一问题,对直流侧和交流侧变流器阻抗进行了小信号建模,对比分析了各端口变流器阻抗在正反向功率下的阻抗特性差异,并提出了一种协调优化控制策略,发生扰动时,使其同时优化AC环节与DC环节在双向功率下的稳定性。通过阻抗稳定判据以及奈奎斯特稳定性判据,分别对比分析了交、直流侧优化前后正向功率与反向功率下稳定性的变化。研究结果表明:采用协调优化控制后,交流侧和直流侧电压在双向功率流动的情况下都能保持较好的稳定性,双向功率稳定性差异被大大减小。最后所提出控制策略的有效性通过Matlab/Simulink仿真和实验进行了验证。     

双极短路故障下海上风电MMC-HVDC并网系统的暂态运行特性

双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义.首先分析了直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)未动作时换流站短路电流的产生机理,并提出了风电场侧与电网侧交、直流短路电流的计算方法.其次,研究了计及DCCB控制作用下换流站交、直流侧暂态电压、电流特性,并考虑了风电场运行工况和限流电抗参数对其暂态特性的影响.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态模型,通过仿真分析了双极短路故障下有无DCCB控制时换流站的暂态电压、电流特性.研究表明:所提短路电流计算方法具有良好的精度,且DCCB动作后风电场侧交、直流电压恢复速率与其输出有功功率呈正相关关系.该研究工作可为系统的电气设计、断路器选型提供理论依据,也可为系统故障恢复阶段控制方案的制定奠定基础.     

计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略

为解决西北地区冬季供热期热电联产机组以热定电运行模式下系统风电消纳能力不足的问题,提出了计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略。该策略通过考虑电锅炉与光热电站联合运行,在利用光热电站的储热系统实现热能的存储与时移利用的同时,由光热电站与电锅炉、热电联产机组一同提供系统热负荷,以此提高热电联产机组的调峰能力,进而促进系统风电消纳。基于IEEE-30节点系统以及甘肃河西电网的算例仿真对所提策略进行来的验证,结果表明:所提弃风消纳策略能够在促进系统风电消纳的同时,提高光热电站对太阳能热的利用率,并降低系统总成本。研究结果可为西北地区冬季供热期热电联合调度提供参考。     

基于自适应惯量阻尼的双馈风电机组虚拟同步控制策略

针对恒参数虚拟同步控制的双馈风电机组因有功功率突变而导致电网频率和输出功率振荡的问题,提出一种以虚拟电流为闭环参考输入量的虚拟同步控制的双馈风电机组控制策略.通过虚拟同步二阶小信号闭环传递函数,分析转动惯量和阻尼系数对系统稳定性的影响.结合频域指标关系,制定系统参数的选取规则.考虑双馈风电机组输出有功功率的变化阈值,提出一种适用于双馈风电机组的交错自适应虚拟同步控制策略,并根据特征根的根轨迹图分析不同参数下系统稳定情况.理论分析和仿真对比验证了所提出的控制策略和交错自适应算法的有效性.     

LLC谐振变流器幂指数降频启动方法

为解决LLC谐振变流器带载启动冲击电流大和启动速度慢的问题,从LLC谐振变流器的阻抗特性出发,分析了LLC谐振变流器在启动过程中的阻抗特性和电流冲击特性,提出适用于LLC谐振变流器的幂指数降频启动方法.该方法降低LLC谐振变流器的启动冲击电流,同时提高了LLC谐振变流器的启动速度.2 kW LLC谐振变流器样机的实验结果表明,在启动频率为500 kHz时,相比于传统启动方法,幂指数启动法可将启动时间从80 ms缩短到14 ms,还可将启动冲击电流从7.0 A降低到6.8 A,有助于减小开关器件的电流应力和开关损耗.     

含电能直接交易的风电消纳机组组合模型设计

作为电力市场改革的关键环节,电能直接交易可以增大多方利益,却压缩了电力系统的调度空间,同时大规模风电的加入更加剧了电力系统调峰的难度.针对电能直接交易和风电对系统运行的影响,建立了含电能直接交易的风电消纳机组组合模型.该模型以社会总效益最大化为目标,在传统模型的基础上引入了直购电合同约束和风电出力约束,并加入了过网费、弃风惩罚与削减合同惩罚.通过理论推导与算例中对实际系统的日前调度,逐一分析了直购电价、直购电量与直购机组对社会总效益的影响;然后通过惩罚因子的动态变化,表明系统会根据惩罚因子的大小关系来决定放弃何种效益.所得结论验证了该模型的实用性与有效性,为中国电能直接交易的发展提供了参考.     

基于数据驱动分布式鲁棒的热-电-气综合能源系统日前经济调度优化

部署综合能源系统的微网能够实现风电与多种能源的能量互济,进而提升能源的综合利用率.然而风电自身的不确定性为综合能源系统的日前经济调度方案带来了诸多挑战.为应对风电的不确定性,首先构建了热-电-气综合能源系统两阶段日前经济调度模型,其次利用数据驱动分布式鲁棒方法刻画了风电的不确定性,然后引入对偶理论、大M法进一步将非线性的第二阶段经济调度模型转换为易于求解的线性优化模型,最终采用列约束生成算法进行迭代求解.算例证明,相比于传统模型,所提模型能够实现16.9％的经济性提升;相比于鲁棒优化方法,所提方法能够实现经济性提升4％.     

高压并联电容器补偿装置的元件选择及其运行分析

阐述了高压并联电容器补偿装置的组成、接线方式,依据现行国家标准及有关技术资料分析了高压并联电容器补偿装置中电容器、放电线圈、电抗器、熔断器及过电压保护器等主要电气元件的作用、选择规范及安装运行时应注意的问题;同时介绍了电容器分组容量及电容器组在各种容量组合投切时遵循的原则,确保高压并联电容器补偿装置的安全经济运行.     

并联谐振感应加热电源扩容设计与应用*

为提高大功率并联谐振型感应加热电源的稳定性和功率密度,在电源设计中采用了IGBT和逆变桥双重并联的扩容方法,其中双重并联设计的重点是IGBT和逆变桥的均流.在基于IGBT并联模块驱动脉冲一致的情况下,分别建立了IGBT和逆变桥并联电路等效模型,分析了电路杂散参数对均流的影响.利用Simulink仿真验证了杂散参数对IGBT和逆变桥均流的影响.在电源样机中通过对并联IGBT模块驱动脉冲的一致性设计和合理的结构设计,取得了较好的均流效果.     

改善PCS并联稳定性的有源阻尼控制策略

储能变流器（PCS）是储能系统的重要组成,抑制PCS并联系统谐振尖峰有助于提高PCS并网运行的稳定性。通过分析多台PCS并联系统谐振尖峰的抑制原理,研究并联虚拟电阻抑制897 Hz处的谐振尖峰,提出基于数字低通滤波器的有源阻尼控制策略,通过引入虚拟阻抗增加系统阻尼,使系统输出电流中的谐波含量明显减少,从而抑制PCS并联系统谐振尖峰,提高PCS系统并联稳定性。