柔性直流配电网典型运行方式及切换方法

随着化石能源的枯竭,风电、光伏等分布式能源的兴起以及电力电子技术的快速发展,相比交流配电网,柔性直流配电网拥有更为广阔的发展前景。首先研究了两端"手拉手"柔性直流配电网的典型运行方式;其次针对直流配电网内线路断开和部分可控设备退出运行等导致系统运行方式改变的情况,提出了系统控制模式的切换方法;最后在RT-LAB实时仿真平台上实现了直流配网系统的4种典型运行方式及系统控制模式自动平滑切换的硬件在环测试实验,验证了模式切换方案的有效性,为今后直流配电网运行方式的研究提供了重要参考。     

含大容量新能源接入的柔性直流背靠背分区互联系统频率支撑策略研究

在“双碳”背景下,柔性直流分区互联系统是解决负荷中心高比例消纳新能源、短路电流超标、潮流控制困难等一系列问题的有效途径。然而,随着柔性直流等电力电子装置的增多,电网逐步呈现低惯量、弱阻尼的特点,对系统频率稳定影响较大。因此提出了一种适用于含大容量新能源接入的柔性直流背靠背分区互联系统频率支撑策略。该策略基于电压下垂控制,增强了互联交流系统的惯量和阻尼,实现了负荷扰动下的功率互济和频率支持。同时,以最大程度提高频率最低点为目标优选控制参数,降低了系统低频减载风险。进一步,通过互联系统功率和直流电压的解耦控制,促使新能源场站依据直流电压偏差自适应地参与交流频率支撑。最后,在PSCAD中搭建含大容量新能源接入的柔性直流背靠背分区互联系统验证了所提出策略的有效性。     

刀闸拉合对柔性直流换流阀电磁干扰的仿真研究

为探究刀闸拉合对柔性直流换流阀的电磁干扰特性,针对刀闸拉合对柔直换流阀辐射电磁干扰试验,通过分析电磁干扰原理,在CST仿真软件中建立了仿真模型.基于TLM场路耦合计算方法开展了仿真计算,得出了电磁干扰试验中阀塔内各位置的辐射电磁干扰水平,探究了阀塔内不同高度位置的电磁干扰强度和屏蔽罩对电磁干扰水平的影响.结果表明:阀塔...     

基于VSC-HVDC的统一附加阻尼最优控制方法

相比于传统发电机的电力系统稳定器（PSS）,柔性直流输电（VSC-HVDC）系统可以有效控制区域间的低频振荡。考虑到VSC-HVDC系统有功无功均能对交流系统进行独立控制,提出了基于有功无功双环控制的统一低频振荡控制器,并基于VSC的有功功率和无功功率控制分别设计附加控制回路来增加控制器的控制效果。首先采用最小二乘旋转不变（TLS-ESPRIT）辨识方法获得系统小信号模型和振荡特性,然后基于辨识出的模型,利用基于最优控制理论对控制器进行设计,并将最终所设计控制器分别附加于有功控制回路与无功控制回路。PSCAD的仿真结果表明,相比于常规的有功附加控制器,所提统一控制方法能达到更好的控制效果,并能保证鲁棒性。     

基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析

IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首先,分析了IGBT内寄生PIN结构、集射极电压对栅极控制模型的影响。其次,基于栅极控制模型的分析,提出集电极电流的拟合次数应考虑电流变化过程持续时间及计算场景,二次及以下多项式拟合可近似描述集电极电流波形并开展功率损耗分析,但不适于电流变化率和感应电压分析。再次,比较了开通和关断过程计算所得回路寄生电感值的差异,提出了不同过程计算回路寄生电感的适用范围及FWD封装寄生电感的计算方法。最后,分析了瞬态过程栅极电压和集射极电压的耦合关系,提出了通过栅极电压估计集射极电压的状态监测方法并进行了实验验证。     

基于PXI的柔性直流配电网系统级控制器开发

设计了一种基于NI-PXI的柔性直流配电网系统级控制器,阐述了控制器硬件选型的基本原则和考量依据;软件开发采用LabVIEW语言,软件设计为灵活可扩展的分层结构,各功能区块解耦,提高程序的移植性和扩展性。最后搭建了基于RT-LAB的典型"手拉手"两端柔性直流配电网硬件在环测试平台,证明所开发的系统级控制器响应快速、性能稳定、运行可靠,可满足实际工程需要,为后续直流配电网系统级控制器开发或实验平台构建及快速算法验证等项目提供参考。     

基于虚拟同步型风力发电机组的风电场动态聚合模型研究

针对虚拟同步型风电机组的普及应用，各机组频率、电压动态过程较传统风机差异显著特征，提出虚拟同步型风电场的动态聚合建模方法。首先，建立单台虚拟同步型风机的控制模型，分析其在全功率型风机及双馈型风机上的通用性。然后，通过Kuramoto模型阐释复杂网络下多机组自同步机理，并提出虚拟同步型风机在机电时间常数内的聚合方法。最后，应用实际风场算例进行系统建模仿真，并与该风场的等效聚合模型进行对比，验证所提出动态聚合模型的有效性。