基于电压和电流特征的双馈风电变流器功率器件开路故障综合诊断

变流器功率器件开路故障监测与识别对提高双馈风电系统智能运维至关重要.针对现有基于变流器电压或电流单一特征以及固定阈值的方法难以同时实现功率器件故障诊断监测与识别问题,该文提出一种基于变流器直流母线电压的故障监测与基于转子电流故障识别的综合诊断方法.首先,理论分析变流器功率器件开路故障对直流母线电压的影响,基于累积和(CUSUM)算法,提出基于直流母线电压特征的故障监测方法;其次,针对转子输出电流非平稳特性和阈值固定问题,提出基于归一化输出电流平均值和绝对平均值为故障特征量及自适应阈值的故障识别方法;最后,仿真模拟不同功率器件先后开路,验证所提方法的有效性,以风速随机及电网电压跌落为场景验证所提方法的鲁棒性.同时,以功率器件典型开路故障实验数据验证仿真分析的准确性.仿真与实验结果表明,所提方法能准确实现变流器功率器件开路故障诊断.     

基于模型预测控制的机侧变流器功率模块结温波动抑制策略

针对双馈风电机组运行在同步转速点附近时,低输出频率使机侧变流器功率模块承受较大结温波动,致使变流器可靠性降低的问题,提出一种结温波动抑制的模型预测控制（MPC）策略。首先,基于双馈感应电机电压和磁链方程,推导功率预测控制模型;其次,构建基于机组最大功率跟踪（MPPT）的目标函数;然后,搭建基于MPC的双馈风电机组电热仿真模型,时域分析机组在亚/超同步工况下往复运行时机侧变流器功率模块的动态/稳态结温波动;最后,对比现有结温波动抑制策略,验证所提控制策略的有效性。     

考虑调相机饱和参数的分阶段励磁控制优化策略

针对常规励磁控制在故障期间未能充分发挥调相机暂态无功输出能力和难以准确有效地支撑电网电压的问题,提出考虑调相机饱和状态下电机参数的分阶段励磁控制优化策略。首先,推导调相机暂态无功输出表达式,分析不同运行工况下饱和参数对调相机暂态无功特性的影响。其次,基于调相机参数与输出无功的数学关系引入考虑饱和参数的无功增量,分阶段优化励磁环节中内环电压参考值与外环PI控制。最后,建立锡盟-泰州特高压直流输电系统的无功控制模型,通过仿真验证励磁控制策略优化效果。研究成果为调相机的优化设计提供技术支撑,也对提高调相机的电网电压故障支撑能力和提升我国高压直流电网的电压稳定水平具有重要作用。     

考虑控制链路延时的风电场经MMC-HVDC并网系统稳定性分析及提升策略

柔直换流站的双闭环控制结构易引发链路延时导致系统失稳,基于小信号稳定性分析,提出基于改进粒子群（PSO）算法控制器参数优化的稳定性提升策略。首先,建立考虑链路延时的d-q旋转坐标系下68阶详细状态空间模型,并利用时域仿真模型进行验证。其次,基于特征根分析控制链路延时对系统稳定性的影响,获取风电场侧换流站双闭环控制器链路延时作用影响系统稳定性的特性,通过参与因子法筛选出影响系统稳定性的控制器参数。最后,以阻尼比和特征根到虚轴的距离为优化目标,提出基于改进PSO算法的稳定性提升策略。结果表明所建立考虑控制链路延时稳定性分析模型和稳定性提升策略的有效性,且在系统控制链路延时较长情况下,稳定性提升效果较为显著。     

g射线衰减技术在提升管内颗粒浓度测量上的应用

在实验室流化床装置上用g射线衰减技术对f186 mm′12 m提升管内的FCC催化剂颗粒浓度进行了测量. 通过对测量数据的处理，获得了横截面上的浓度等值线图. 测量结果表明，应用g射线技术测量的提升管内颗粒浓度分布与已往文献的测量结果一致，颗粒浓度分布是一种环核结构，中心区域浓度低，边壁区域浓度高. 但g射线技术的测量结果表明，在提升管横截面上催化剂颗粒浓度分布不是严格的轴对称分布，存在着一定程度的偏流现象. g射线技术的测量结果与光纤法的测量结果对比表明，两者在浓度分布的形态和数值上基本吻合，但在提升管的中心区域光纤测量的浓度比g射线测量的浓度高约20%. g射线技术测量不干扰流场，可以获得整个横截面上的浓度分布图，整体反映提升管内气固两相流的复杂特征.     

计及海缆分布特性的海上风电柔直并网系统中高频谐振分析及抑制

海上风电场交流海缆线路的分布电容特性易引发系统中高频谐振失稳，基于阻抗稳定性分析法，研究海上风电柔直并网系统的中高频谐振机理并提出相应的谐振抑制方法。首先，构建考虑海缆分布特性的并网系统小信号阻抗模型，并通过阻抗扫描进行验证。其次，基于阻抗稳定判据研究海缆分布特性及控制器参数等因素对并网系统中高频谐振特性的作用机理。最后，提出一种基于控制器参数优化的中高频谐振抑制方法，并通过仿真验证理论分析的正确性及抑制方法的可行性。结果表明，并网系统中高频振荡主要由交流海缆线路与交/直流装备之间的交互作用引起，长距离海缆分布特性会导致系统中高频呈现多谐振兼负阻尼特性，且柔直换流站的基频电流环比例系数过大时易降低系统中高频稳定性，可通过所提参数优化方法抑制系统中高频谐振。