直驱风电场实用化等值方法

建立能够准确模拟风电场暂态响应的等值模型是进行大规模风电并网研究的基础。利用从实测数据中提取出的低电压穿越响应曲线,对直驱风电机组的故障响应特性进行详细解析。然后,对风电机组在不同风速下的有功暂态响应进行研究,依据响应的差异性,初步确定机群划分原则。随后,进行多组电压跌落实验,从实用化的角度出发,兼顾等值精度和计算效率,探讨并确定合适的分割点,提出了计及低电压穿越全过程暂态响应的直驱风电场三机等值方法。最后,通过多组实测风速数据,验证了所提等值方法对不同风速场景和不同电压跌落状况的适应性。所提方法仅需通过简单的计算即可获得分群指标,避免对聚类算法的依赖,工程实用性好。     

基于有功响应的双馈型风电场实用化等值方法

建立和实际风电机组暂态响应特性一致的详细暂态模型,并对其进行合理有效的分群是风电场等值建模需要解决的两个重要问题。该文基于对大量实测数据的拟合及与厂家的沟通分析,建立了具备斜率功率恢复特性的低电压穿越模型,通过低电压穿越试验验证了模型的有效性。在此基础上,对风机在不同风速下的并网点有功暂态响应特性和风电场在典型风速分布下的等值效果进行了研究,提出了基于有功响应的风电场实用化等值方法。采用实际风电场的多组风速数据,对等值前后的并网点有功、无功、电压和电流的故障响应特性进行了对比分析。结果表明,文中方法具有良好的等值效果,对风速数据和故障点位置具有良好的适应性。     

直驱风机故障穿越全过程的通用电磁暂态建模方法

开发有效的风机电磁暂态模型是进行风电并网研究的基础。然而,风机厂家对其关键策略保密使得风机建模十分困难。为了解决此难题,该文对实际直驱风机进行大量故障穿越测试,利用实测数据解析风机的故障响应特性,提出适用于对称和不对称电压跌落的通用故障穿越响应曲线。然后,推导不同故障阶段下有功和无功功率响应的表达式,包括故障期间的穿越控制过程、故障清除后的恢复控制过程及不同过程间的暂态切换。据此该文设计一个通用的有功和无功电流参考值发生器,形成直驱风机故障穿越全过程的通用电磁暂态建模方法。最后,利用实际风机的测试数据验证所提方法的有效性。     

提升风电场MMC-HVDC系统LVRT能力的协调控制策略

降压控制是实现风电场经基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)输电并网系统低电压穿越(LVRT)的主要方法,但采用降压控制极易导致风电场暂态过流,不仅会加重风电机组的电气应力,还会危及直流系统的安全运行。为了改善风电场及MMC-HVDC系统的暂态特性和低电压穿越能力,文中对双馈感应发电机(DFIG)风电场MMC-HVDC系统的低电压穿越过程进行了解析,设计了与降压控制相协调的风电场辅助降载控制策略,分析了控制器参数变化对风电场降载速率及直流系统电压动态特性的影响,通过仿真验证了所设计方案的有效性。     

大容量海上风电机组故障穿越电磁暂态模型辨识方法

现有的电磁暂态建模方法多针对小容量机组在典型电压跌落工况的模拟,缺乏同时对不同运行点和不同电压扰动工况的全面模拟和验证。基于某大容量海上风电机组的“黑盒”模型,通过主电路和控制电路模型辨识及模型验证,提出了其白盒化电磁暂态建模方法。针对主电路,辨识出了由典型半直驱旋转系统、中性点钳位的并联三电平变流器和保护电路模块组成的大容量全功率型机组的主电路拓扑及参数。针对控制电路,辨识出了中性点电位平衡控制器及其稳态、对称和不对称电压跌落/升高情况下的控制器和参数。通过与实际机组在不同运行点和不同电压扰动下的故障穿越全过程响应特性的对比发现,所建立暂态模型的响应特性与实际机组一致,证明了该建模方法的有效性。     

风电经特高压直流送出系统的暂态过电压问题研究综述

大规模风电通过特高压直流线路外送时,换相失败、直流闭锁等故障引发的暂态过电压问题严重影响了系统的安全稳定运行,制约了系统的输电能力.针对风电经特高压直流送出系统暂态过电压问题的研究步骤和关键技术挑战,从系统仿真建模、暂态过电压根源解析、抑制策略设计3个方面,分别进行总结和综述:从大规模风电经特高压直流送出系统的仿真建模...     

基于故障穿越演化特性的SVG电磁暂态模型测辨方法

建立准确的静止无功发生器(static var generators, SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而,由于SVG的控制器结构和参数保密,其建模大都基于典型控制结构和参数,模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题,提出了基于SVG厂家封装黑盒模型故障穿越(fault ride-through, FRT)演化特性的电磁暂态模型测辨方法。首先,分析了厂家黑盒模型的拓扑特征,通过多工况故障穿越响应测试,厘清了其故障穿越演化特性。然后,通过分析不同控制环节暂态切换过程对SVG故障穿越响应特性的影响和作用途径,提出了基于SVG故障穿越响应演化形态的控制器结构辨识方法。通过分析SVG不同控制环节参数对其故障穿越响应特性的分阶段作用原理,提出了基于故障穿越响应幅值的控制器参数分步辨识方法,形成了SVG的白盒化电磁暂态模型测辨方法体系。最后,将建立的不同型号白盒仿真模型与对应厂家黑盒模型进行了故障穿越响应特性对比分析,发现其误差远小于现行标准的允许误差,证明了提出方法的有效性和通用性。     

微电网模式平滑切换的多环主从控制策略研究

针对微电网模式平滑切换中传统主从控制切换难度大、参数跟踪复杂、下垂控制切换动态特性差的不足,提出了一种多环主从切换控制策略。该新型控制策略在并网和离网模式下,主源采用带内置参数环的多环控制结构,从源采取恒功率控制结构,不仅主源和从源在模式切换时不需要进行控制策略的切换,而且也不需要再外接参数跟踪器,而控制结构更可靠,切换的过渡过程也更加平稳。通过Matlab/Simulink仿真平台,算例结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

输电线路二次自动重合闸方案的设计与验证

目前220 kV及以上电压等级线路二次重合闸的必要性与可行性研究尚无完善的技术路线,对于二次重合闸成功与否的影响因素缺乏深入研究,仅将其简单地归结为时间延迟的长短是不够合理的。针对这一问题,以东北电网220 kV及以上电压等级输电线路为研究对象,通过其历史故障信息、重合闸动作情况、以及手动强送结果的梳理和分析,论述了输电线路采用二次自动重合闸的必要性。然后,分析了输电线路重合闸成功与否的影响因素,解析了二次重合闸的时序动作过程。最后,设计了二次自动重合闸的重合方式、整定延时和动作逻辑,形成了较完善的二次自动重合闸方案,并进行了仿真验证。结果表明,所提出的二次自动重合闸方案对220kV和500kV电压等级线路具有良好的适应性。