基于三相对称的光伏逆变器输出短路电流研究

采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压电流控制策略.并与恒功率控制策略进行对比分析,论证了电网故障时采用对称三相电流输出控制策略的优越性。在该控制策略基础上基于瞬时功率理论推导得出光伏并网逆变器输出有功无功与d,q轴电流分量的关系解析式,根据坐标变换理论,推导确定了光伏并网逆变器输出短路电流的峰值与光伏并网逆变器输出有功无功及电网电压正序分量间的函数关系式。通过软件仿真验证了所提基于三相电流对称的光伏逆变器输出短路电流计算方法的可行性,并搭建了实验电路进一步验证了推导的光伏并网逆变器输出短路电流峰值表达式的正确性。     

光伏发电系统短路电流特性及计算模型研究

光伏发电系统的短路电流特性区别于常规发电机组,对保护定值的整定有很大影响,文章从光伏发电的原理出发,提出光伏发电的短路电流计算模型,并利用 RTDS仿真研究光伏发电的短路电流特性.仿真结果表明,所提出的短路电流计算模型可以很好地模拟光伏发电系统的短路电流特性,可以应用于大规模分布式光伏接入系统的保护定值的整定计算。     

基于关键因子和辨识技术的光伏并网系统短路电流建模

为了提高光伏并网点短路时光伏系统输出短路电流计算准确性,提出以电压跌落程度n和光伏并网逆变器输出有功p及电网电压正序分量u⁺三个特征量为关键因子,分析推导三个关键因子与光伏并网逆变器输出电流峰值Imax的关系。采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压功率控制策略,基于系统辨识技术,建立光伏并网逆变器输出短路电流模型并辨识其相关参数。运用求和算法,获得近似的光伏并网发电系统输出短路电流模型。基于MATLAB编程软件验证了所建模型的正确性。同时与PSCAD/EMTDC搭建的恒功率控制仿真模型对比分析论证了该模型能较准确反映光伏并网发电系统输出短路电流的大小。     

基于磁-力耦合场的单相电源变压器短路试验研究

以一台200 kVA配电变压器为研究对象,探索了采用单相电源进行变压器承受短路能力试验的可能性,建立变压器三维有限元模型,并进行短路试验验证.利用该模型计算三相短路时不同激励方式下绕组的短路电流与短路电动力,分析比对不同工况下绕组的短路电流及电动力分布特性.研究结果表明,当低压侧三相短路、高压侧三相激励或单相激励时,其短路电流与过零合闸相电动力基本相同,相间短路力相互影响很小,证明了采用单相电源替代三相电源进行短路试验的可行性.     

并网光伏电站短路特性分析与计算

分析讨论并网光伏电站短路电流输出特性,提出并网光伏电站短路计算等效模型,并基于DIgSILENT仿真平台,结合实例对短路计算结果进行对比分析,验证了该短路计算模型的有效性。结果表明,区别于传统旋转电源,基于逆变技术的光伏发电短路电流输出特性主要取决于逆变器电流饱和模块的限值。     

新能源并网对配电系统继电保护影响分析

以光伏电源接入配电网为研究对象,通过等效思想理论分析光伏电源并网对配电系统继电保护影响,在Matlab/Simulink中建立了光伏并网系统及配电网模型,仿真结果表明,系统电源侧及光伏电源所在馈线上游发生短路故障对配电网继电保护装置无影响;所在馈线下游发生短路故障使得上游短路电流减小,导致继电保护拒动作,下游短路电流增大,导致继电保护误动作;相邻馈线发生短路故障对该馈线继电保护无影响,使光伏电源所在馈线上游短路电流增大,导致继电保护误动作,验证了理论分析的准确性。     

逆变侧交流系统三相短路时直流系统贡献短路电流的机理和计算方法研究

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待解决的问题,国际电工委员会把研究三相交流系统短路故障时直流输电系统对短路电流的贡献列入了5年工作计划。针对这一问题,研究了交直流混联系统中逆变侧交流三相短路故障后,直流系统发生换相失败的暂态过程;分析了直流系统向交流侧贡献短路电流的机理和特性;得出了当直流输送功率较大时不能忽略直流贡献短路电流,且只影响短路电流峰值的结论;给出了一种基于分段函数的直流系统贡献短路电流的实用计算方法。最后通过仿真计算验证了文中所给出的机理和计算方法的正确性。     

分布式光伏逆变器对配网继电保护的影响

智能配电网的重要特征之一是能够友好接入高渗透率的分布式电源,分布式光伏发电在配电网的大量接入对现有继电保护的影响值得研究。基于Matlab/Simulink以及DIg SILENT仿真软件建立了三相单级光伏并网系统的详细模型。通过某30 k W光伏逆变器出口三相短路试验,对一个光伏发电渗透率为20%的实际配电网仿真研究分布式光伏逆变器对短路电流的贡献,进而研究对配电网继电保护的影响。研究结果表明,由于光伏逆变器电流内环采用了限幅环节,光伏发电提供的短路电流在1.2倍的额定电流以内,在渗透率较低(小于20%)的情况下,对继电保护的影响很小,不需要改变配电网现有继电保护配置,不需要修改定值。     

三相级联型光伏并网逆变器漏电流抑制研究

针对级联型光伏并网逆变器,首先建立了传统三相级联H4光伏并网逆变器拓扑的系统共模模型,分析了系统漏电流、系统共模电压、差模电压三者之间的关系,揭示了传统三相级联H4光伏并网逆变器无法抑制漏电流的原因。提出了一种新型三相级联H5光伏并网逆变器拓扑及其调制策略,有效地抑制了系统漏电流。最后,与三相级联H4光伏并网逆变器拓扑进行了性能对比研究,结果验证了所提方案的有效性。     

最大短路电流点的选择与分析

建立任意两节点的网络模型,通过等值简化后,利用数学理论分析得出任意两节点之间(包括节点)线路发生三相短路时的最大短路电流点的位置,并以IEEE-NEWENGLAND10机39节点系统为算例,利用PSASP对系统34条支路进行仿真验证,说明结论的正确性,从而为电网规划设计,计算三相短路电流,校验断路器遮断容量及分析线路短路电流水平提供了理论依据。     

并网光伏发电系统对配电网线路保护的影响

光伏发电系统的并网改变了配电网络的结构及配电网中短路电流分布,从而影响配电网继电保护。研究了光伏并网发电系统的暂态模型,利用PSASP(电力系统分析综合程序)对包含光伏发电系统的某市实际网络发生故障时进行了短路计算,分析了光伏系统不同接入位置、不同容量以及不同故障点位置对配电网短路电流和线路保护产生的影响,对此,需采取不同的策略,最后分析了光伏系统并网对自动重合闸的影响,并提出了相应的解决方案。     

不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值的控制策略

不对称电压暂降在电网实际运行中时有发生,此时电压负序分量的出现将导致光伏逆变器输出功率波动和三相电流畸变;同时电压暂降情况下电压幅值的降低使得输出电流峰值的增大,进而给光伏系统运行带来安全隐患。为此,需进行不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值控制策略的研究。对目前研究较为广泛的不对称电压暂降情况下光伏逆变器控制方法进行了分析,着重研究了光伏逆变器的三相输出电流,给出了三相电流峰值和可能出现的最大电流峰值的计算方法,进而提出了限制电流峰值的方法,能够保证不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值。仿真分析验证了所提方法的有效性。     

基于PSASP建模的典型发电厂短路计算研究

传统人工方式计算发电厂短路电流工作量大、计算准确度不高、速度慢及效率低,为此提出了以电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package,PSASP)对典型发电厂及电网系统运行方式进行建模,利用计算机程序完成发电厂短路电流计算的方法。分析了系统不同运行方式下发电厂三相对称短路故障和不对称短路故障时,短路电流的特征,结合国内现行的短路电流计算标准,给出了基于PSASP程序的电网系统不同运行方式下的等效物理模型、建模方法和PSASP元件模型的参数整定条件。通过应用于实例的仿真短路电流计算,并对采用两种不同计算方法的计算结果进行对比分析,验证了本方法的正确性和可行性。与传动人工计算方式相比,本方法提高了发电厂短路电流计算的准确性及效率,可以广泛应用于发电厂短路电流计算。     

基于电流滞环跟踪控制的三相光伏并网系统

分析了三相光伏并网系统的主电路结构,提出了一种电流滞环跟踪控制的三相光伏并网系统。该系统具有稳定性好、电流跟踪性能好,响应快、不需要载波,能够实现功率因素为1 的并网电流输出。在MATLAB环境下,开发了三相并网系统仿真模型,仿真结果验证了所提出控制方案的正确性。     

新能源电站短路电流通用计算方法研究

考虑风电、光伏设备输出特性的不同,新能源电站短路电流计算建模存在差异性。结合工程应用实例,对新能源电站短路电流通用计算模型进行研究。首先建立了风电、光伏电站短路电流计算基本模型;然后在分析比较风电与光伏电站短路电流计算特点的基础上,提出一种通用的新能源电站短路电流计算方法,该方法可应用于双馈风场、直驱风场和光伏电站各电压等级下短路电流的快速计算;最后通过风电、光伏电站工程实例计算验证了所提方法的有效性与准确性。     

基于场路耦合有限元的三相共箱气体绝缘母线暂态电动力分析

基于瞬态场路耦合有限元理论建立了外部电压源激励下的三相共箱气体绝缘母线电路-电磁-结构场数值计算模型。采用顺序耦合方法将电磁场分析得到的节点电磁力作为载荷施加到结构场有限元模型中计算外壳的振动特性。通过将计算结果与镜像电流法和外壳振动测试结果进行对比验证该计算模型的有效性。基于该模型分析计算了工频稳态和不同短路故障条件下三相共箱气体绝缘母线电动力空间分布特性和时变特性,计算结果表明由于三相导体位于同一金属壳体内,短路故障类型将直接影响导体和外壳上电动力的分布特性。单相短路故障条件下气体绝缘母线导体短路电动力在幅值上要大于相间短路和三相短路且在时间上要早于相间短路和三相短路。计算模型和分析结果可用于三相共箱气体绝缘母线结构优化设计和短路故障监测。     

计及Scott牵引变压器的短路计算方法研究

根据Scott接线牵引变压器原、副边电压电流关系,采用相序变换技术,推导出用于故障计算的Scott接线牵引变压器序网通用模型.在Scott接线牵引变压器侧发生不同的短路故障时,应用通用模型计算各序电流分量,进而导出三相系统中的各相电流.最后应用相分量法验证该方法的实用性和准确性.为基于对称分量法计及Scott接线牵引变压器短路计算的计算机算法提供理论依据.     

船舶轴带无刷双馈电机短路电流分析与保护设计

当船舶轴带无刷双馈电机(BDFG)功率绕组发生三相短路故障时,短路电流会对系统造成较大的危害。因此,有必要设计专门的保护电路保障系统的安全。利用空间旋转坐标系,建立船舶轴带BDFG功率绕组三相短路时的动态方程,并依据磁链守恒定律研究系统短路电流的变化特性。通过分析短路电流的各个分量,提出加入撬棒电阻和直流卸载电路的保护方式来卸载过电流,并进一步研究加入保护电路后的电流变化特性。以1台30 kVA的BDFG为仿真对象,运用MATLAB/Simulink进行模型仿真和理论值计算,验证了保护电路的有效性,对船舶轴带BDFG电气安全设计具有指导意义。     

短路电流计算程序的开发与仿真

电气设备和载流导体的选择、继电保护、自动装置的整定、限制短路电流措施的确定都需进行短路电流的计算。电力系统短路电流有单相短路、两相短路、两相接地短路和三相短路之分,文章对同一点发生各种类型短路故障的短路电流进行了仿真与分析研究,在传统的基础上进行编程计算,并用MATLAB进行仿真验证。     

光伏逆变器对称短路电流特性及等效模型研究

随着光伏发电渗透率的提高,其短路电流特性已经无法忽视。详细阐述了单级式光伏逆变器的拓扑结构、数学模型及并网控制,提出了一种基于无功电流注入的低电压控制策略。在此基础上定性分析了光伏逆变器对称短路电流特性,通过电流环控制参数设计并忽略直流电压的动态过程将其简化为受控电流源。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory建立了详细的单级式光伏发电系统电磁暂态及受控源等值模型。仿真结果表明:当并网点电压因对称三相短路故障而导致轻度跌落或重度跌落时,电压环的动态响应是可以忽略的;当发生较深跌落但尚未使逆变器过流时,逆变器输出电流的暂态特性主要受有功电流影响;控制策略切换前后逆变器输出电流相位将发生偏移。实例分析验证了简化模型的有效性,为深入研究逆变型接口电源的故障特性奠定了基础。