直流输电控制系统的参数优化

本文讨论了研究直流输电控制系统参数优化问题的意义和方法。提出用单纯形法结合数字仿真技术对直流输电控制系统的若干参数进行优化选择,并建立了籍以进行优化计算的直流输电系统实用数学模型,编制了相应的计算程序。通过实例计算,分析、比较了最优条件下几种不同控制方式对控制系统性能的影响。结果与理论分析一致。     

分时电价下直流微网优化运行和容量配置研究

针对小型直流微网的优化运行和容量配置问题,以含直流负荷、蓄电池、光伏的直流微网为研究对象,综合考虑各组成部分成本和收益,建立以用户侧日收益最大为目标函数的微网能量优化模型。采用粒子群算法求解优化问题,得到系统优化运行策略和最优容量配置,并以某高校实验楼照明系统为例进行计算,得到其调度曲线,提出该系统最优配置的计算方法。研究结果表明,该方法与直接采用"自发自用,余电上网"方式相比,收益增加了17.29%,说明该调度方法能有效地处理分时电价下的直流微网优化运行和容量配置的问题。     

110 kV变电站直流系统接线方案探讨

目前在110 kV及以上等级变电站直流系统设计中主要采用辐射式供电方式,某厂新建110 kV变电站直流系统接线为环网式供电,存在供电可靠性低,直流接地不易查找等问题,分析该站直流系统接线存在的不足与设备现状,为其直流系统改造完善提供依据.通过对环网式、辐射式供电方式的比较和优化方案的探讨,得出了适用于该站的直流系统接线方案,既满足了其供电可靠性的要求,又提高了接地故障处理效率.     

关于瑶琳变电站直流系统改造探讨

讨论了早期投运的变电站直流系统存在的问题;分析了直流系统改造的方式方法、步骤,改造中的注意事项;在不停电的情况下,对直流系统充电屏、馈电屏进行调换,加装蓄电池在线巡监仪;对改造前后的直流系统进行说明对比.     

多馈入直流输电系统的动态特性及稳定控制与分析

对多馈入直流输电系统的动态特性及稳定控制与分析进行了综述。首先讨论了多馈入直流输电系统中交直流系统间和直流系统间的复杂相互作用。然后根据国内外的有关研究,对多馈入直流输电系统的稳定性和稳定控制进行了系统的总结,提出了进一步深入研究的建议。最后对多馈入直流输电系统的分析方法进行了综述,并对其存在的问题提出了改进意见。     

对变电站直流系统接地故障查找的相关分析

结合我国变电站的运行经验可知,当其直流系统出现故障问题时,变电站的运行会受到相应影响.为了改善这种局面,应该加强对直流系统故障问题的精确查找,进而获得相应的应对措施.本文从直流系统接地故障的类型入手,对变电站直流系统接地故障查找进行分析和研究.     

水电孤岛?HVDC系统建模与仿真研究

水电送端-高压直流输电(high voltage direct current, HVDC)系统在其送端进入孤岛方式后,若采用大电网方式下的控制参数,可能出现频率稳定性问题.对该问题的研究,目前一般采用的理想水轮机调速系统模型难以反映水电孤岛-HVDC系统中水轮机调节和直流有功控制的相互作用,降低了分析结果的有效性.针对此问题,提出了一种考虑详细水轮机调速系统模型、发电机电磁系统模型、直流准稳态及功率控制系统模型的水电孤岛-HVDC系统数学模型.仿真结果表明,该模型能够较准确地反映系统有功频率响应特性,模拟水轮机调节系统、直流有功控制系统的相互作用,可用于频率控制、优化等研究.     

一种适用于大规模直流电网的优化下垂控制

传统的下垂控制策略斜率值恒定,当系统运行状态改变时,直流电压的调整和有功功率的分配只能按照该斜率值去进行,而忽略了电压调整对系统直流网损的影响。为此以直流网络损耗最小为目标提出一种斜率可优化的下垂控制策略,其特点是:下垂控制的斜率值不再是固定的,优化算法能够对下垂控制的斜率值进行优化,使系统在调节直流电压和平衡有功功率的同时实现直流网络损耗最优。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,对所提出的控制策略进行了验证,仿真结果证明了所提出控制策略的有效性。     

交直流控制保护功能配合方案研究

目前南方电网多回直流馈入珠三角地区,落点接近,如果交流故障导致多回直流系统同时降功率或闭锁,将造成特大或重大事故。基于交直流系统运行特性,制定交直流保护功能配合原则。根据该原则全面清理交流故障下可能误动的直流控制保护功能,结合逻辑分析、动作时序研究、数字仿真等多种研究手段,制定直流阀组差动保护等5项直流保护功能的优化思路和方案,并对换流阀等一次设备耐受能力进行校核,同时,对改进后的保护完成了118项RTDS仿真试验;最后,对南方电网内各直流系统的阀组差动保护、桥差保护和交流低电压保护进行优化。运行经验表明:该文研究成果能有效避免交流严重故障造成多回直流同时降功率或闭锁的风险。     

基于GA参数辨识的直流伺服电机PID调节器的设计

针对数控火焰切割机自动调高系统的特点和要求,采用遗传算法对其位置调节器PID参数进行全局优化辨识,有效地解决了直流伺服电机的控制精度和快速性的问题.仿真结果表明,与传统的参数辨识法相比,遗传算法参数寻优使自动调高系统的动态性能大幅提高,具有很强的鲁棒性.     

大规模光伏电站经柔性直流并网系统故障穿越策略

大规模光伏经柔性直流并网系统采用直流架空线路是未来新能源并网的趋势之一。然而,架空线直流短路故障发生概率较大,极易导致光伏电站脱网或换流站电力电子器件损坏。本文首先根据柔性直流输电系统、光伏电站特性,建立了相应的数学模型及仿真系统模型;其次,针对大容量光伏经双极模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流功率传输系统发生直流架空线路单极短路接地故障工况,分析其故障特性;最后,提出综合考虑直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB),换流站控制方式,光伏电站功率出力控制的直流故障穿越的协调控制策略。即故障发生时利用非故障极换流站继续进行功率传输,根据换流站额定功率与光伏电站输出功率计算得到不平衡功率,充分利用光伏阵列自身功率输出特性,优化光伏电站内的直流线路电压,实现控制光伏电站输出功率减载;对直流架空线路在瞬时故障情况下的故障穿越问题,提出了光伏电站减载以及换流站功率前馈增量控制,从而维持系统功率平衡,提高系统的并网稳定性;基于PSCAD/EMTDC的建模仿真,通过故障穿越措施前后的系统参数对比,表明所提方法能够有效的维持光伏电站与柔性直流系统运行特性,平稳实现故障穿越。     

特高压换流站直流分压器校准模型研究

换流站用高压直流分压器通过将高电压转换为二次低压信号传输至直流控制保护系统来触发继保设备正常动作。目前,对换流站直流电压互感器在额定电压下的现场校准试验研究较少,直流分压器比例标准的不确定性与分压比量值的多重影响因素对直流分压器的校准试验提出了迫切的需求和更高的要求。为此,提出一种适用于高压直流分压器校准试验测量的优化校验模型,利用计算机技术,将同步测量系统运用于校准试验中,对换流站用高压直流分压器进行校准测量,校准精度达到较高水平。     

异步电网并行协调恢复策略的优化制定方法

针对异步电网发生全网大停电后的恢复问题,提出一种并行协调恢复策略的优化制定方法。采用串并行思想,通过高压直流协调送、受端电网,并最终实现全网恢复。基于各交流子网的送、受端角色定位,分析各换流站的电源、负荷特性。建立异步电网并行协调恢复的优化模型,重点研究直流与送、受端电网的协调恢复过程。采用多种群遗传算法求解,得到最优恢复方案并确定直流的最佳启动时机。基于IEEE 39节点系统构建异步电网算例,对所提方法进行验证。结果表明,该优化方法具有可行性,适用于异步电网恢复方案的制定。     

网状多端高压直流输电系统负荷分配优化控制

为了确保高压直流输电系统中线路损耗达到最小,针对网状多端高压直流输电系统,提出了一种基于改进型下垂控制的负荷分配优化方法。该方法通过引入目标变换器相邻两台变换器的电压和电流信号,取其平均值为补偿分量投入到传统的下垂控制中,同时利用低带宽通信网络,实现直流母线电压的提升并实现了负荷功率在线路阻抗不同的情况下的最优分配。利用上述控制方法对线路阻抗的不同取值和通信延迟情况下的适用性进行了详细的分析。仿真结果表明:网状多端高压直流输电系统在不同情况下的最优化负荷分配,实现了系统的优化稳定运行。所提出的方法确保了直流输出偏差的最大值保持在额定电压参考值的5%以内,保证了网状多端高压直流输电系统的线路损耗最小化,提高了能源利用效率。     

异步电网并行协调恢复策略的优化制定方法

针对异步电网发生全网大停电后的恢复问题,提出一种并行协调恢复策略的优化制定方法。采用串并行思想,通过高压直流协调送、受端电网,并最终实现全网恢复。基于各交流子网的送、受端角色定位,分析各换流站的电源、负荷特性。建立异步电网并行协调恢复的优化模型,重点研究直流与送、受端电网的协调恢复过程。采用多种群遗传算法求解,得到最优恢复方案并确定直流的最佳启动时机。基于IEEE 39节点系统构建异步电网算例,对所提方法进行验证。结果表明,该优化方法具有可行性,适用于异步电网恢复方案的制定。     

直流系统蓄电池组电压不平衡问题分析与处理

本文从一次直流系统蓄电池组电压不平衡报警的案例出发,根据笔者从事发电厂运行维护多年的工作实践经验,对直流系统蓄电池电压不平衡问题进行分析探讨。     

直流系统保护电器级差配合试验的应用与优化

直流系统作为电力系统中重要的组成部分,是现代自动控制与监测的基础。近些年电力行业标准及"反事故措施"均对直流系统直流断路器、熔断器的保护级差配合提出了具体要求。文章介绍了直流系统保护电器级差配合的相关发展现状与主流的试验方法,同时结合实际经验总结了"小电流内阻预估短路电流法结合直流保护电器级差配合短路模拟校验法直流系统保护电器级差配合试验"的部分不足,提出了相对应的试验优化改进方法。     

双Buck-Boost集成DAB型三端口直流变换器电流应力优化

针对双Buck-Boost集成双有源桥型三端口直流变换器高频链的电流应力优化问题,提出相应的控制方法. 为了实现对各个端口电压与功率的调节,高频变压器原边采用占空比控制,原、副边之间采用移相控制. 副边2个桥臂之间的内移相角可以作为第3个控制量,以实现优化控制目标;提出在传统控制方法的基础上引入副边桥臂间的内移相控制,实现优化高频链电流应力的效果. 建立三端口直流变换器高频链各模式下电流应力优化问题的数学模型,给出电流应力优化的实现条件. 搭建500 W的实验样机,对所提的电流应力优化控制方法进行实验验证. 结果表明,利用该方法可以有效地降低高频链的电流应力,提升系统效率,负载端口轻载时的效果更加明显.     

基于不同时间尺度的交直流混合配电网分层优化控制策略

针对传统控制策略难以兼顾交直流混合配电网潮流优化和运行模式快速切换的问题,提出了一种基于不同时间尺度的分层控制策略。在较短时间尺度内,各并网变流器均根据上层调度指令工作于下垂控制模式,使系统稳定时工作于优化状态;当出现恶劣工作状况时,通过切换互联变流器和储能单元变流器的控制策略以维持配电网直流侧电压稳定。在较长时间尺度内,当系统正常运行时以系统电能损耗最小和系统电压偏差最小为优化目标;当直流线路断线时以故障点两侧节点电压偏差最小为优化目标,通过优化调度算法为下层提供调度指令。仿真结果表明:正常运行时该控制策略能实现系统运行优化、维持系统稳定且不过分依赖通信系统;在系统功率骤变、电路故障等恶劣工况时,能实现系统运行状态的平稳过渡。     

基于固定时间滑模的直流微电网系统电压控制

针对含有恒功率负载的直流微电网系统,为了抑制恒功率负载的负阻抗性造成的系统直流母线电压振荡现象,采用固定时间滑模控制方法研究直流母线电压的控制问题。首先,建立含恒功率负载和储能单元的直流微电网系统的数学模型;其次,结合固定时间稳定性理论,设计积分型滑模面,在此基础上构造固定时间滑模控制器,通过对系统状态进行可达性分析,给出系统收敛时间上界的估计值;然后,通过对滑动模态进行稳定性分析,结合线性矩阵不等式求解得到控制器增益;最后,以含有2个恒功率负载和1个储能单元的直流微电网系统为例进行仿真实验,仿真结果表明,所设计控制器能够有效抑制恒功率负载扰动对直流母线电压带来的不良影响。