100%新能源电源经柔性直流送出系统的机电暂态建模仿真研究

100%新能源电源经柔性直流送出系统是一种新能源基地送出的重要形式,目前常用的机电暂态仿真软件尚无对应算法与模型可对其进行建模仿真。为此,分析100%新能源电源经柔性直流送出系统的基本控制原理,提出无同步机情况下“新能源+柔性直流系统”的机电暂态仿真一般结构,建立此系统中柔性直流输电系统的电压-频率(Vf)控制模型,柔性直流采用电压源模型接入,以解决电流源模型接入时易产生的数值振荡问题。基于DSP软件建立仿真模型,构建直驱风电机组、光伏发电经柔性直流送出系统的仿真案例,将所建立模型与PSCAD电磁暂态模型进行仿真结果比对,同时开展所建立模型在新能源功率波动和系统短路故障等不同扰动情况下的响应分析,仿真结果验证了所提建模方法的有效性。     

基于背靠背MMC的柔性互联变电站系统小信号模型

介绍动态系统的Lyapunov线性化方法，并依此作为理论依据对柔性互联变电站(FIPS)中双端背靠背模块化多电平换流器(MMC)和控制系统进行建模；考虑到变电站作为交、直流系统连接的关键节点，将模型拓展至交、直流系统，再将各部分模型整合到一起构成基于背靠背MMC的FIPS系统小信号模型，即整体模型包括MMC、控制系统、交流系统和直流系统四个部分。通过MATLAB实现所得全局系统的小信号模型，并在不同工况下与PSCAD/EMTDC暂态模型所得波形进行对比，验证了所建小信号模型的准确性。     

基于PSCAD调用MATLAB的电力系统电磁暂态仿真

随着社会的不断发展,电力系统逐渐发展成为一个大规模、时变的复杂系统,因而对电力系统仿真分析软件的要求也不断提高。介绍了电磁暂态分析程序PSCAD/EMTDC与数学模型软件包MATLAB的基本概况及优点,鉴于PSCAD/EMTDC与MATLAB/Simulink的接口能综合两者的优点,详细阐述了两者互联的原理及实现方法。在PSCAD中建立了一个简单的电力系统供电模型,根据PSCAD-MATLAB接口技术原理,实现了接口环境下的电磁暂态仿真研究。通过仿真结果比较,得出2种仿真环境下的仿真波形几乎一致,说明了PSCAD-MATLAB接口仿真技术在电磁暂态分析中的有效性。     

超大规模MMC电磁暂态仿真提速模型

针对超大规模模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based HVDC,MMC-HVDC)在诸如PSCAD/EMTDC、MATLAB等电磁暂态仿真环境中仿真速度极慢问题,基于节点电压分析法,提出超大规模MMC电磁暂态仿真提速模型。所提出模型本质为将MMC在计算过程中的超大规模矩阵分解为相应数目的小矩阵,在与原有矩阵同解以保证仿真精度的前提下,仿真速度显著提升。所提出的模型具有极强的通用性,且可以进行开关器件级别的故障研究。在PSCAD/EMTDC中搭建的不同电平数MMC验证了提速模型的仿真精度及提速效果。     

大规模交直流系统电磁暂态仿真关键技术

为了准确模拟交直流系统的交互影响特性,有必要采用电磁暂态仿真分析方法。提出了一种将机电暂态仿真模型数据快速转换成对应的电磁暂态模型数据的方法。先在PSS/E中对大规模交直流系统进行等值简化,再将PSS/E中简化后的系统通过编程方法快速转换为PSCAD/EMTDC中电磁暂态仿真模型,最终在PSCAD/EMTDC中搭建出详细的交直流系统电磁暂态模型。运用所提方法对一个实际电网进行稳态验证和三相对称交流故障下的暂态仿真计算,验证结果表明,通过所提方法转换得到的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真结果与PSS/E机电暂态仿真结果一致,证明利用所提方法搭建的电磁暂态仿真模型是有效的。     

分布式电源对配电网电压骤降影响的仿真研究

随着国家大力推进分布式电源的发展,配电网电压骤降现象将变得更为复杂。基于分布式电源接入配电网的特点,运用电磁暂态仿真PSCAD/EMTDC软件建立分布式电源模型,应用所建立的模型对某企业电网络进行仿真计算,研究分布式电源在不同故障类型、并网方式、容量、接入位置等因素下对电压骤降的影响,得到分布式电源缓解电压骤降问题的策略。     

基于平均值模型的双端MMC-HVDC系统小信号建模

在建立模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter based high-voltage DC,MMC-HVDC)输电系统的小信号模型时,已有文献大多将MMC模块忽略,但实际上MMC模块的自身损耗会通过影响换流器直流侧有功输出而影响系统的动态特性。为此,将平均值模型变换到两相同步旋转坐标系,并用于换流器MMC模块的小信号建模。该模型计及了模块的自身损耗,能较好地反映换流器外特性对所连交、直流网络的动态响应;同时,考虑到公共点电压相角与所连交流网络等效阻抗的小扰动响应关系,对锁相环的小信号模型进行了改进。最后,建立整个直流输电网络的小信号模型,通过与PSCAD中电磁暂态模型进行仿真对比研究,验证了所构建小信号模型的准确性和模型改进的有效性。     

基于分段平均化模型的微电网快速电磁暂态仿真方法

针对微电网的详细电磁暂态（EMT）仿真模型效率较低的问题,提出了一种基于分段平均化模型的微电网快速电磁暂态仿真方法,记作EMTPAM。该方法将分布式电源（DG）和分布式储能元件（DS）以分段平均化模型（PAM）来处理,并将PAM集成到微电网EMT仿真程序中。对带有两个光伏元件（PV）和一个电池储能系统（BESS）的微电网系统分别进行PSCAD/EMTDC和EMTPAM仿真,两者结果的一致性验证了所提方法的有效性;但后者的速度更快,表明所提的分段平均化模型具有更高的效率。     

轻型直流输电技术在我国电网中的应用

对轻型直流输电运行原理和技术特点、控制模式以及控制系统进行简要的介绍和分析,根据我国电网的特点,对其在我国电网中的应用作了初步探讨.采用电磁暂态仿真程序(PSCAD/EMTDC)对轻型直流输电系统在区域互联、多馈入直流输电系统中的应用进行了建模仿真,结果表明轻型直流输电在提高所并联交流线路的暂态稳定性、抑制区域间联络线的功率振荡等方面能起到积极作用,其电压、有功、无功的快速调节能力可为多馈入直流输电系统提供良好的电压支撑,有利于相联的传统直流输电系统故障后的快速恢复.     

高压直流输电系统直流偏磁下的谐波不稳定判据研究

针对交直流互联输电系统的谐波不稳定问题,推导出判断直流系统是否发生铁芯饱和谐波不稳定的工程判据。该判据从直流输电谐波不稳定机理出发,计及直流偏磁铁芯饱和的影响,利用换流变直流偏磁产生的正序二次谐波幅度高于其他各次谐波的特点,整体考虑二次谐波通过换流器在交流系统和直流系统之间来回传递的全过程。算例分析建立了电磁暂态模型,通过PSCAD/EMTDC进行仿真,所得电磁暂态故障仿真的结果与基于新判据的频率扫描结果一致,验证了工程判据的正确性与适用性。