基于LCC的高压直流输电换流站无功功率控制策略研究

针对高压直流输电换流站采用投切无功设备控制无功功率导致交流系统与换流站之间存在无功功率交换量的问题,在此基础上提出了以直流电流为主控制量,无功功率交换量和无功设备提供的无功偏差量为反馈量的控制策略.通过计算额定功率下换流站的无功功率消耗量,投切无功设备补偿换流站所需的无功功率,加入提出的控制策略,使其无论是欠补偿还是过补偿,均可实现交流系统与换流站间无功功率零交换.通过电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)仿真研究分析,验证了该控制策略的有效性和合理性.     

双极双阀组柔性直流系统的无功优化控制

为实现在交流电压允许范围内根据需要设置无功功率目标值,同时为了实现无功功率控制和交流电压控制无缝切换,在对基本无功控制进行分析后,提出一种无功控制优化策略。通过带辅助交流电压的无功功率控制,即根据实时交流电压修正无功功率目标值,无功功率控制模式下使用积分前馈跟踪的交流电压控制,以及双极状态切换时使用功率突变抑制等方法,实现控制方式切换时输出功率平滑,保证系统电压稳定运行。在电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)中建立两端双极双阀组±800 kV柔性直流输电系统,进行无功功率控制以及控制方式的切换,仿真结果验证了上述方法的合理性和有效性。     

三沪直流工程无功补偿和控制方案

换流站无功补偿与控制研究是高压直流输电系统设计的重要组成部分。无功控制方案和无功功率控制策略的研究目的旨在制定换流站无功设备配置的具体方案, 以保证在各种运行条件下维持换流站无功功率的平衡, 实现规范书提出的换流站无功功率补偿和平衡的要求。无功控制方案研究采用BPA、MainC、Nimscan、RPC 等程序作为计算工具, 研究确定换流站两端交流系统提供和吸收无功功率的能力以及无功补偿和无功平衡的原则, 并用于对无功补偿和无功平衡研究中必须考虑的补偿、平衡方案的设计和校核。在三峡-上海±500 kV 直流工程提出了具体的无功配置与控制策略, 为控制保护系统及交流滤波器设计提供依据.     

无功协调控制策略对风电场并网系统小扰动稳定性的影响

提出基于双馈式风电机组(DFIG)变频器的无功协调控制策略,以提供足够的无功功率来维持系统稳定.在DigSILENT/PowerFactory平台上,搭建风电场的详细模型,通过协调风电机组网侧和转子侧的无功功率参考值,改善风电机组的输出有功和无功功率;采用特征值分析方法,分析大型风电场在采用无功协调控制策略后,对电力系统低频振荡和小扰动稳定性的影响.仿真结果表明,该策略通过自动调节风电机组发出的无功功率,改善了DFIG的输出特性,提高了风电场的输出有功功率(通过稳定机端电压实现),对故障过程中风电机组的连锁脱网有一定抑制作用.     

基于分布式电源系统无功补偿

利用对称分量法与瞬时无功理论,找出一种实时求取电力系统无功功率的方法。以分布式电源的无功功率稳定为目标,利用PI调节产生无功补偿电流,控制静止无功补偿装置(SVC)的补偿投切,有效保证了分布式电源节点无功功率的恒定,使SVC能够快速补偿分布式电源系统无功功率。     

基于瞬时无功理论的先进静止无功发生器的研究

提出了一种基于瞬时无功功率理论的先进静止无功发生器(ASVG)的控制方案.首先详细地对瞬时无功功率理论检测控制信号进行了分析,在此基础上,介绍了无功电流闭环间接控制方案,应用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测法实时检测无功电流,提高了系统响应速度.然后简单介绍了ASVG的电路结构;控制器选用TMS320LF2407来实现数据采样、计算和实时控制,满足ASVG实时快速控制的要求,提高了PWM脉冲精度.最后通过Matlab对控制方案做了系统仿真.通过理论论证和仿真分析表明本设计方案是可行的.     

有功功率无功功率独立控制的VSC-HVDC系统仿真研究

高压直流输电系统中有功和无功功率可以分别由dq0坐标系下的d轴电流分量和q轴电流分量独立控制,设计定直流电压、定有功功率定无功功率控制器。整流侧实现单位功率因数整流并控制直流电压的稳定,逆变侧通过改变有功电流指令和无功电流指令来改变输送的有功功率和无功功率。用Matlab进行仿真分析。结果表明,该控制方式在保证直流电压稳定的基础上能够实现有功功率、无功功率的独立控制,且该控制方式灵活、简便,抗干扰性强,为工程实际应用提供理论依据。     

MMC-STATCOM在变电站应用中的研究

以某变电站实际工程为背景,研究了基于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的静止无功补偿器(STATCOM)的拓扑结构及无功补偿原理。根据系统的实际情况,分析了MMC-STATCOM主要的控制目标是维持母线电压稳定和恒无功控制。当母线出现快速和大幅度电压变化时,本文所提出的MMC-STATCOM能够迅速提供无功电压支撑,维持母线电压的稳定;当系统需要补偿无功功率时,MMC-STATCOM也能够迅速跟踪目标电流的变换。最后,以某电站工程数据为依据在电力系统分析综合程序(PSASP)中进行了仿真研究,仿真研究表明:STATCOM的控制功能设计合理,能够对系统无功变化作出快速响应,能有效实现电压支撑作用,提高电网的输电能力,保证电网的安全稳定运行。     

瞬时无功理论在SVC无功功率检测中的应用

传统的根据无功功率的定义来计算静止无功补偿器(SVC)系统中的无功功率的方法难以满足快速响应要求,因此本文采用瞬时无功理论来实现SVC系统中无功功率的计算和检测。文中分析了瞬时无功理论的原理,在此基础上推导出SVC系统中瞬时无功功率的计算公式,然后采用滑动平均窗的方法实现对无功功率的检测。通过仿真实验实现SVC系统无功功率的计算和检测,仿真结果表明,算法能快速有效地检测SVC系统中的无功功率,为设计SVC中无功功率的检测和控制系统提供了理论依据和实现方法。     

基于反馈线性化STATCOM控制系统仿真研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)具有非线性、强耦合的特点。针对该设备传统线性控制理论的设计方法难以实现,因此首先分析了系统数学模型,利用反馈线性化方法将STATCOM进行有功电流和无功电流解耦。再根据线性控制理论对线性系统设计控制器,线性系统输入的有功电流给定值由直流侧电压外环产生,无功电流给定值由电网无功功率外环产生。由此可实现对STATCOM直流侧电压与电网侧无功功率进行控制。对比了接入STATCOM装置前后对系统无功功率补偿效果;以及负荷无功发生变化时,无功补偿装置无功控制效果。仿真结果表明,所设计的控制系统对电网无功功率的控制效果比较理想,能够保证负荷消耗无功由无功补偿装置提供。     

一种应用于双馈异步风力发电系统高电压穿越的控制策略

文章讨论了电网电压骤升时双馈风电机组网侧和转子侧变流器有功、无功功率的分配原则,给出有功、无功电流的极限表达式,提出一种能有效提供动态无功支持的高电压穿越(high voltage ride-through,HVRT)实现方案。在机组端电压骤升至1.1倍标称值以上时,该方案一方面控制网侧变流器输出与电压骤升幅度相匹配的无功电流,实现母线电压的稳定;另一方面通过优化转子侧变流器有功、无功电流设定,使双馈感应发电机工作在无功支持模式,优先向故障电网输出一定的感性无功功率。仿真和基于东方风电6 MW试验台实验结果表明,该控制方案不仅能确保电网电压骤升期间双馈风电机组的不脱网运行,还能对故障电网提供一定的动态无功支撑,协助电网电压快速恢复,利于其它并网负载的安全运行。     

电网故障时风电场基于STATCOM的无功协调控制策略

为充分发挥双馈感应风力发电机组(DFIG)在电网故障时的无功功率调节能力,采用静止无功补偿器(STATCOM)进行补偿,建立风电场无功实时协调控制系统(CRRCS)。CRRCS可通过监测电网故障状态、撬棍保护(crowbar)动作状态、风电机组运行状态及公共连接点(PCC)电压水平等信息,实时协调处理风电场各机组、STATCOM及PCC的无功电压控制策略。同时进一步采用故障时刻的极限功率控制模式,以降低crowbar动作概率,保障机组的无功功率调节能力。仿真分析证明,该方法可有效保证电网故障时DFIG的无功调节能力,并控制补偿单元及风电场,为电网提供无功和电压支撑,协助实现风电场的故障穿越运行。     

江门静止补偿器电容器组的保护和运行

1.前言静止无功补偿器(简称SVC)是一种新型的动态无功补偿成套装置,由于它具有无功功率的快速连续调节、多种用途等优点,近年来在电力系统得到广泛的应用。SVC无功部(?)主要有并联电抗器和并联电容器。感性无功功率可以由可控硅控制和磁控控制电抗器产生,容性无功功率可以固定连接电容器组、(?)断路器或可控硅逐级投切电容器到电(?)产生。SVC的无功输出是由调节器根据(?)的状态控制流过电抗器的电流和投切电容(?)组实现的。     

基于多重三电平桥结构的静止无功发生器

针对一般电压源逆变器拓扑在静止无功发生器(SVG)逆变电路中输出电压质量的不足,提出了一种多重三电平桥结构.采用瞬时无功功率理论,分析了基于该拓扑结构的静止无功发生器实现无功功率控制的等效电路及工作原理.并设计了一种基于电流直接控制的控制方法,采用双闭环反馈控制策略.通过三角波比较方式的脉冲宽度调制技术对电流波形的瞬时值进行控制.经过对系统主电路进行仿真分析.获得了较高的逆变器输出电压质量和准确的三相无功指令电流,同时得到了补偿后网侧电压和电流的波形,电压和电流基本同相位,实现了对无功功率的有效补偿.     

并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

有源电力滤波器在不同的应用场合需为负载提供不同的无功功率。为此,提出了一种有源电力滤波器输出无功的可控方法。该方法利用电网负载电流或电网电压产生基波因子,再和电压控制器的输出相乘产生电网电流的控制信号,使得有源电力滤波器能够在滤除谐波时有选择性地补偿无功功率,可以补偿无功或不补偿无功,克服了传统有功平衡控制方法只能实现谐波和无功功率同时补偿(不适合应用于大容量无功功率负载)的缺点,适合于更多的应用场合;并且该方法无需坐标变换,算法简单;此外,该方法还不需要锁相环电路,硬件成本低。实验结果验证了该方法的有效性和正确性。     

基于无功源的分布式光伏电站无功补偿协调控制系统及方法

基于光伏电站内各无功源(SVC/SVG、逆变器)的无功出力及剩余可调裕度,文中提出一种分布式光伏电站无功补偿器SVC/SVG与逆变器无功负荷协调优化控制的系统及方法。该协调控制方法以分布式光伏电站AVC系统为基础,获取本场站的当前总无功功率,及本场站内各无功源的无功出力及剩余可调裕度,根据特定的优化控制原则,将各无功源的无功值进行重新调整,实现无功功率在无功补偿器SVC/SVG和逆变器之前的优化分配。最后,提出一种基于AVC的分布式光伏电站电压控制系统。系统及方法能够在保证分布式光伏电站并网点电压稳定的条件下,充分利用逆变器的无功补偿能力,降低无功补偿器SVC/SVG的无功出力,达到降低分布式光伏电站无功补偿装置的耗电量的目的。     

VSC-HVDC的虚拟磁链直接功率控制算法

阐述了电压源换流器高压直流输电 (VSC-HVDC) 系统的结构和工作原理,利用基于虚拟磁链直接功率控制的方法对 VSC-HVDC 系统进行了仿真,实现了双侧换流器的独立控制.仿真结果证实了基于此算法的VSC-HVDC系统可以正常稳定地运行,对有功功率和无功功率实现了协调控制,并且可以满足系统不同的无功需求.     

MMC柔性直流换流站无功级联控制策略

模块化多电平换流器(MMC)可独立解耦调节有功、无功功率,使得柔性直流换流站具有在交流系统电压跌落工况下提供无功支撑的潜能。提出了MMC柔性直流换流站无功级联的控制策略,即将定交流电压控制和定无功控制级联,其中定交流电压控制包括桥臂电流辅助控制环节,并在故障清除后瞬间进行积分环节清零重置控制。以中国张北±500 kV四端柔性直流电网工程为例进行了仿真验证,结果表明相对于传统的定无功或定交流电压控制方式,柔性直流换流站无功级联控制方式可以兼顾电网稳态无功调节和暂态无功支撑等需求,快速平稳地输出无功功率,能在保证MMC设备安全的前提下提供暂态无功支撑,并缓解故障清除瞬间可能发生的暂态交流过电压。     

高压直流输电系统低功率运行的无功控制策略

当高压直流输电系统低功率运行时,受换流站接入点谐波性能和交流滤波器设备性能限制,投入的交流滤波器提供的无功功率在满足站内无功消耗外可能仍有大量剩余,导致大量剩余无功送入交流系统,使得换流站及附近厂站的电压容易偏高,继而影响到电网的安全稳定运行。文中提出一种充分利用换流器自身无功调节能力的换流站无功控制策略,该策略在有功输送不受影响的前提下,以直流电压为控制量,以换流站无功交换量为反馈量,通过改变直流电压参考值来对换流器的无功消耗进行定量控制,可有效抑制换流站过剩无功对交流系统电压的影响。该无功控制策略解决了现有直流工程中低功率无功优化功能由于开环控制无法对无功功率进行精确控制的问题。PSCAD/EMTDC和实时数字仿真器(RTDS)中的仿真结果验证了该方法的正确性和鲁棒性。     

双三点式静止无功发生器的控制性能研究

以电力电子器件控制作为实现手段，分析了双三点式静止无功发生器（SVG）逆变电源实现无功功率控制的工作原理，并根据等效电源与系统电源之间的相角差以及它们与系统输入无功之间的对应关系，提出了电压内嵌式无功功率同步控制的基本思想，它不但可以有效实现无功功率的控制，同时还可以稳定节点电压，文中给出了双三点桥式逆变电源在不同情况下各有关电量的仿真曲线。