计及RSC控制的DFIG短路电流直流分量解析表达

现有文献针对计及转子变流器(RSC)控制的双馈感应风电机组(DFIG)定子短路电流解析表达,将定子磁链当作一阶直流衰减分量或忽略功率外环控制。基于DFIG电压、磁链和RSC控制方程,得到定子电流关于定子电压和定子功率的传递函数,提出定子电流的精确解析表达式。基于RSC内、外环PI参数关系,推导直流分量衰减时间常数和角频率关于PI参数的表达式。分析了RSC内外环PI参数对定子电流直流衰减分量的影响。仿真结果验证了解析表达式的准确性,为PI参数选取和保护装置测量、整定提供依据。     

针对硬件在环的电池模型研究

硬件在环可以有效地减少电池管理系统(BMS)的开发时间,方便地对BMS进行测试,减少控制不当产生的风险。而针对BMS控制设计的电池模型需要对每一节单体电池进行模拟,这样会严重增加计算负担,而硬件在环系统需要保证快速运行,这就使电池模型设计非常困难。使用全新的方法来对电池模型进行设计,在保证模型具有所有功能的情况下,显著地提高了模型的运行速度。     

计及光伏与风电资源的低压电网综合饱和负荷预测

含光伏与风电的低压电网的综合饱和负荷预测须计及负荷以及光伏与风力发电。文章针对负荷采用修正指数Logistic模型求解算法进行饱和负荷预测。将光伏与风电最大发电容量视作饱和值,采用最小二乘法拟合发电量Logistic饱和曲线;基于拟合优度选取合适的拟合点以实现改进参数估计;计及当前区域光伏与风电投资增长率,引入权重系数,合理评估光伏与风电的饱和时间。计及光伏和风电的综合饱和负荷的预测结果,有助于量化区域低压电网供电需求,合理规划选择输配电容量。     

基于故障电流解析表达的FCL协助DFIG低电压穿越研究

双馈感应电机(DFIG)与公共耦合点(PCC)间投入故障电流限制器(FCL)实现低电压穿越(LVRT)时,定子电压受FCL阻抗与网侧变流器(GSC)电流影响,无法设定定子电压,需要对DFIG与FCL整体建模以分析故障电流。基于恒定电流控制策略推导转子侧变流器(RSC)与GSC电流,提出DFIG故障电流的解析表达式。考虑到电压定向下定子相角振荡会导致dq轴恒定电流在xy轴下变化,不利于定子电流稳定,采用dq轴与xy轴相重合的定向方案。对比不同的RSC与GSC电流参考值、FCL阻抗值与切出时间下DFIG LVRT过程中的电磁转矩振荡,选择LVRT性能较好的一组控制参数。仿真结果表明,FCL阻抗取值受RSC与GSC电流参考值影响,且FCL阻抗越大,所取切出时间越短。     

基于改进动态潮流的DFIG风电系统层级频率模型预测控制

电力系统原有同步发电机(SG)负责的调频可由双馈感应发电机(DFIG)提供。评估调频效果时,相较详细时域仿真分析,可采用动态潮流(DPF)算法减少运算量。提出包含上层频率预测与下层DFIG控制的层级频率控制。双层控制中皆引入模型预测控制(MPC),通过预估控制效果确定控制目标。上层控制在DPF中引入SG调速器,以提升频率预测精度,基于此确定DFIG有功参考值,在其中计及了DFIG机械暂态的变化率约束。下层控制提出采用基于MPC的直接转子电流控制,追踪调频过程中的DFIG有功参考值,并在频率预测中计及其控制响应。     

考虑非对称运行和受端分层接入的特高压直流潮流建模

特高压直流(UHVDC)系统运行方式不同,导致潮流建模中两侧约束方程和直流变量不同,需区别对待。在分层接入模式下,逆变侧连接系统参数和运行工况不同的两个交流电网,同一极高低端换流器参数需独立设定。文中建立了含UHVDC的交直流电网潮流模型。区分对称运行和非对称运行方式,基于每种运行方式下系统的对称性,确定独立直流变量,推导变流器等值功率,建立潮流约束方程。分层接入模式下,根据系统容量和两受端电网的传输功率重新划分UHVDC的运行方式,建立其潮流模型。推导不同功率转移方案下直流系统参数的变化,对比其对电网潮流的影响。通过两区域IEEE RTS-96测试系统,验证了所提模型的可行性和正确性。     

双馈感应发电机参与调频的概率最优潮流模型

随着风电并网容量增加,风电机组部分取代同步机组,需要其参与调频以维持电网稳定性。现有电网经济调度研究,在考虑频率时往往忽略风电,或以风电功率代替具体风电机组。提出一种计及双馈感应发电机(DFIG)参与一次调频的概率最优潮流模型。计及风速预测误差概率特性,在优化目标中引入频率偏移,通过权重系数兼顾发电成本和频率偏移。引入DFIG内部约束,提出优化模型中DFIG参数的修正方法,实现DFIG与同步发电机共同参与一次调频。算例分析了DFIG参与调频效果、目标权重系数对优化结果的影响,给出了发电成本和频率偏移的概率特性,验证了所提模型的有效性。     

基于区域极点配置的风电系统弱阻尼低频振荡模式抑制

风电并网不仅影响原有低频振荡模式,而且可能引入新的模式。改善单个低频振荡模式,可能削弱其他模式阻尼。基于双馈风电机组详细建模,建立风电系统状态空间方程,选择控制变量和输出变量。考虑双馈风电机组出力变化,分析弱阻尼低频模式区域极点配置的必要性。兼顾电网原有及新引入弱阻尼低频模式,构建降阶模型。采用基于线性矩阵不等式的区域极点配置法,设计输出反馈控制器,将所有弱阻尼低频模式配置在设定区域,提高其阻尼比,并增加系统稳定裕度。算例分析表明,所设计控制器有效提高所有弱阻尼低频模式的阻尼,改善了风电系统振荡特性。     

基于多重故障和混合仿真算法的风电系统概率短路分析

多重故障、风电并网增加了概率短路计算难度。引入双馈风电机组潮流算法,计及风速不确定性,得到概率短路前初始运行方式。引入多重短路算法,计算节点电压和支路电流的期望、方差以及概率分布。对枚举故障线路进行概率加权,抽样确定其他故障参数,建立混合仿真算法。综合考虑解析枚举和概率抽样特点,提出混合概率仿真方差计算公式。算例分析对比了风电出力波动、双重短路对概率短路计算结果的影响,比较了三序电压和电流的收敛性。研究结果为电气设备选择和电网安全分析提供了参考数据。