基于RTDS的动态电压调节器控制器的半实物仿真试验

实时数字仿真的试验方法是当前交、直流控制保护系统试验的通行方法,可以较充分、详实的考核控制与保护装置的动态特性.基于RTDS仿真器搭建半实物仿真试验平台,模拟不同负荷类型工况下交流电网侧发生电压跌落故障试验,优化动态电压调节器控制参数并考核控制器的动态性能的优劣.试验结果表明,搭建的仿真试验平台可以较全面为控制器提供调试开发试验环境.     

双馈风机孤岛模式下恒压恒频运行控制策略*

根据双馈发电机的数学模型,在强迫定向的定子磁场控制策略的基础上,改造DFIG励磁变频器控制策略,实现孤岛下双馈风机恒压恒频运行。技术思路:通过调节转子磁场旋转频率控制定子电压频率,调节转子磁通幅值控制电机内电势。控制转换开关,使得双馈风机孤岛下借助蓄电池进行起励,之后投入直流电容并退除蓄电池,实现双馈风机孤岛恒压恒频运行。并利用Matlab/Simulink对所提出的方案进行了仿真,结果表明该方案的可行性。     

基于RTDS的故障指示器外施信号发生装置的集成设计

外施信号发生装置是配合架空型故障指示器对配网线路故障点的准确定位的一、二次综合设备。通过实时仿真的技术手段对实际配电网工况进行逼真模拟,可以优化故障指示器功能、缩短开发周期。基于RTDS仿真平台,对外施信号发生装置进行集成化建模,模拟信号发生装置的工作特性。仿真试验结果表明,外施信号装置的集成化仿真建模是有效可行的,为外施信号型故障指示器的产品开发提供了良好的试验平台,有助于产品开发效率的提升。     

直流输电控制与保护系统的工程镜像仿真方法

为了研究直流输电工程对电网的影响,针对直流输电控制与保护系统,提出了一种工程镜像仿真概念并研究了其实现方法。首先分析了工程镜像仿真的基本原理和关键技术。然后针对直流输电控制与保护系统典型开发平台SIMADYN D开发了工程镜像仿真工具New Link C组态软件平台,利用New LinkC完成了直流控制保护仿真程序功能模块的编制,并封装成能够被RTDS识别的直流控制保护仿真模块,与已有的RTDS系统元件仿真模块(如交流系统、换流变压器、换流阀、直流线路、滤波器等)构成RTDS闭环交直流实时仿真系统。最后以贵广Ⅱ回直流输电项目为例,对比分析了实际控制保护系统与镜像系统的暂态过程,结果表明,该镜像系统能准确反映实际控制保护Ⅱ系统的运行特性,可替代实际控制保护系统进行直流输电工程的仿真研究。     

暂态行波电流放大器的精度和频率优化

在行波测距装置的研发和校验过程中,稳定、可靠的暂态行波测试仪不可缺少,而暂态行波电流放大器是其重要的一环。针对目前电流功率放大器电路结构的缺点,提出了一种改进的功率运放扩流电路设计方案。使用功率运放直接推动扩流三极管,减少了驱动级数;使用独特的浮地偏置电路,解决了交越失真问题。运用理论分析和实际电路相结合的方法,对放大器的低频精度和高频特性进行了优化,指出影响低频增益的主要因素是反馈电阻的匹配精度和采样电阻的温度系数,影响高频增益特性的主要原因是趋肤效应、导线自电感和功率运放带宽。实际电路验证结果表明,设计的暂态行波电流放大器具有较好的幅值精度和频率特性,能够满足行波测距装置的校验需求。     

改进的变延时随机PWM共模电压抑制策略

为减小逆变器负载端共模电压幅值,保证电机负载和敏感设备的安全运行,提出一种改进的变延时随机脉宽调制(VD-RPWM)策略。该方法通过加入随机延时时间调整开关周期实现了开关频率的随机变化,基于对采样周期选择所存在问题的分析,通过引入随机系数解除采样周期对逆变器输出性能和谐波频谱分散能力的同时约束,达到了合理选择开关周期变化范围的目的。仿真和实验验证了开关频率变化范围约束后的改进VD-RPWM策略在实现有效调制的同时,能抑制共模电压,分散共模电压频谱。     

双馈风机接入配电网孤岛运行特性分析

为了解决集中式风力发电网损高、资产利用率低、停电时间较长等问题,引入以分散接入、就地消纳为特色的分布式风力发电。双馈风机(DFIG)接入配电网时,孤岛情冴下能否稳定运行,决定着DFIG接入配电网成功与否。为了使双馈风机稳定运行,搭建2.2MW额定功率的双馈风机接入10k V配电网的Simulink模型,分析配电网在发生跳闸故障时,双馈风机和本地负荷形成的孤岛系统的运行特性,分析传统控制策略的DFIG接入配网所面临的问题,幵指出配网模式下双馈风机所改进的控制策略。     

永磁直驱风机直流并网的启停控制

相较于交流配电网,直流配电网供电容量大、配电损耗少、拓扑结构灵活。相较于双馈风机,永磁直驱风机无需齿轮箱和电刷,损耗小、维护费用低。永磁直驱风机直流并网兼具二者优势,具有一定的市场潜力与研究价值。阐述永磁直驱风机直流并网时风机启停所面临的问题,并基于永磁同步电机(PMSM)的数学模型和常规控制策略,提出永磁风机分段控制方案,确保永磁风机的启动、入网、停机等环节的平滑过渡。在RTDS小步长(μs)模块中建立了永磁直驱风机直流并网的仿真模型,设计直驱风电系统直流并网启停控仿真算例。仿真结果表明该启停控制策略的有效性。     

配电线路故障指示器检测平台的设计研究

配电线路故障指示器的功能检测是故障指示器装置出厂调试和入网测试过程中的重要环节。研究对比分析了现有的故障指示器检测平台的工作原理,围绕检测平台建模的准确性、操作的便捷性及自动化试验程度等方面进行了优劣对比。提出了基于数字化实时仿真器设计的检测平台可实现配网运行工况的高精度模拟,并且自动化试验程度高、模型参数修改便捷,将是故障指示器检测平台未来的发展方向。     

适用于链式SVG的半实物实时仿真平台搭建及功能验证

采用物理试验平台对链式静止无功发生器(SVG)装置整机功能验证,存在建设周期长、风险成本高等缺点,而采用半实物实时仿真技术对SVG装置整机功能进行验证,可以缩短装置调试周期,并且风险可控,试验成本低。为此,在RTDS实时仿真系统小步长模块中搭建了SVG半实物实时仿真平台,并基于该平台对SVG装置的低电压穿越、系统频率偏移等新功能进行了验证。平台的搭建为SVG装置的新功能、新算法验证奠定了基础,同时对SVG设备制造厂商的技术研发也具有一定的借鉴意义。