基于PWM交交变频器的分频风电系统研究

传统相控式交交变频器由于采用电网换相方式,电源侧功率因数较低,在实际应用中需要加装各种无功补偿装置。应用IGBT全控型器件和PWM技术并利用Matlab的Simulink环境搭建了一种新型的交交变频器——PWM交交变频器,该变频器使工频电源侧电压与电流的位移因数提高到接近1,因而大大提高了电源侧的功率因数。同时把该变频器应用于柔性分频输电系统中,并模拟了一回200 km/110 k V输电线路。仿真表明其输送容量大于90 MW,相对于工频交流输电系统容量大大提高;变频器的位移因数提高到1,网侧的功率因数得到了大大改善,达到了0.9以上。因此PWM交交变频器大大改善了系统性能,尤其是工频侧的功率因数。     

适应能源基地多点外送的三端混合直流输电系统组网方案探讨北大核心

受直流断路器研制和多端协调困难的限制,电网换相换流器(line commutated converter,LCC)型多端直流系统发展十分缓慢。全控型器件和新型电压源换流器拓扑结构的出现,尤其是模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的推广和应用,为多端直流的发展带来了新的机遇。本文针对能源基地的多落点电力外送问题,对三端直流的各种可行的组网方案进行了分析探讨,比较了它们的优劣。推荐使用结合LCC型和电压源换流器(voltage source converter,VSC)型的混合式多端直流输电方式,该方式既可规避受端换流站的换相失败风险,又可解决LCC型多端直流电流指令难以协调的难题,具有重大经济技术意义。     

海上风电送出交流故障穿越控制策略研究

对于大规模海上风电场经MMC型柔性直流输电并网系统,在陆上侧交流故障穿越过程中,由于卸荷电路是在直流电压达到一定基准电压时才开始工作,导致陆上侧换流器子模块电压存在过大的冲击,有损坏功率元器件的风险.为解决该暂态过程中子模块电容电压过高的问题,分析了模块化卸荷电路的拓扑结构与控制方法,并根据交流故障期间的系统特性对控制策略进行改进,通过控制模式的切换并配合改变参考波定值,充分利用MMC自身特性,在保证系统故障穿越性能的前提下对子模块电压进行抑制.根据荷兰海上风电柔直外送项目的参数,在PSCAD/EMTDC中搭建了两端双极柔性直流输电系统模型,验证了所提改进控制策略可有效抑制子模块的过电压水平.     

±800 kV特高压直流输电系统解锁/闭锁研究

基于串联双阀组的解锁/闭锁准则,详细研究了特高压直流输电系统各种工况下的解锁/闭锁过程及其控制策略.解锁极的第一个阀组,同时解锁极的双阀组,闭锁极的第二个阀组及同时闭锁极的双阀组采用与常规直流输电系统一致的控制策略;对于串联双阀组特有的第二个阀组解锁和第一个阀组闭锁,设计了新的控制策略.不建议在站间通信失败时解锁极的第二个阀组;极闭锁后建议断开其旁路开关以防止不平衡电流流过停运极.     

柔性直流输电高频振荡及抑制策略研究*

介绍了柔性直流输电系统与交流电网间高频振荡的相互作用及机理,分析了高频振荡分析的基本方法及抑制策略;提出了一种基于虚拟电阻技术的高频振荡抑制策略,并在PSCAD/EMTDC中搭建了±300 kV/1500 MW的背靠背系统对该策略进行仿真验证.试验结果表明,当接入的交流电网较弱时的确可能诱发高频振荡问题,而虚拟电阻技术可有效解决柔性直流输电系统中的高频振荡问题.     

±800 kV特高压直流输电系统解锁/闭锁研究

基于串联双阀组的解锁/闭锁准则,详细研究了特高压直流输电系统各种工况下的解锁/闭锁过程及其控制策略。解锁极的第一个阀组,同时解锁极的双阀组,闭锁极的第二个阀组及同时闭锁极的双阀组采用与常规直流输电系统一致的控制策略;对于串联双阀组特有的第二个阀组解锁和第一个阀组闭锁,设计了新的控制策略。不建议在站间通信失败时解锁极的第二个阀组;极闭锁后建议断开其旁路开关以防止不平衡电流流过停运极。     

高压直流输电系统抑制换相失败的最小关断面积控制策略

根据逆变器的换相过程,分析了换相失败机理。比较了两种高压直流输电系统换相失败判别方法:最小关断角判别和最小关断面积判别;为了提高逆变站抑制换相失败的能力,提出了最小关断面积控制策略。以林枫直流为研究对象,在PSCAD/EMTDC中建立了相应的控制保护模型,对最小关断角控制策略和最小关断面积控制策略进行对比实验。仿真结果表明最小关断面积控制策略抑制换相失败的效果优于最小关断角控制;交流电压跌落幅度过大,换相失败无法避免。