轻型直流输电（HVDC Light）在风力发电中的应用

首先介绍风力发电并网对电网产生的影响,然后分析轻型直流输电的基本原理和技术特点,着重阐述电压源换流器的工作原理及PWM控制技术,说明该技术非常适合于风力发电的电能输送.最后介绍轻型直流输电在一些风电场输电联网工程中的应用.     

基于无源性控制的二极管钳位三电平VSC-HVDC

电压源换流器型高压直流输电系统(VSC-HVDC)采用多电平换流器结构能够提高系统传输容量并改善电能质量。基于无源性理论,构建无源性控制模型,通过对二极管钳位(NPC)三电平VSC-HVDC系统进行仿真,整流侧换流器采用定直流电压和单位功率因数控制,逆变侧换流器采用直接功率控制,实现三电平换流器的电容电压均衡控制和双侧换流器的独立控制。仿真结果证实了基于无源性控制的三电平VSCHVDC能够稳定地运行,并且具有稳态特性好、响应速度快、算法实现简单和鲁棒性强等优点。     

双馈风电场VSC-HVDC系统接入弱电网的控制研究

由于大型并网风电场有功功率与无功功率的波动导致风电场并网母线及受端弱电网系统的电压和频率不稳定,提出用电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)的电压与频率控制模型控制风电场并网母线的电压和频率。建立风电场经VSC-HVDC并入大电网的电力系统数学模型,详细设计VSC-HVDC的变流器WFVSC(风电场侧变流器)和GSVSC(电网侧变流器)控制环节,在电压和功率外环及电流内环双环控制的基础上,加入频率控制,以解决电网频率发生改变时,双馈变速风机无法对电网提供频率响应的问题。建立相同条件下高压交流(HVAC)并网的模型进行比较,仿真分析风电场风速波动和风电场出口端三相短路故障两种情况下的并网点(PCC)电压与频率变化,仿真结果验证了该控制模型的正确性和有效性。     

基于MMC的风电场柔性直流输电启动控制策略

简要描述了MMC结构和工作原理。MMC-HVDC在风电场黑启动和风电场并网方面有具有很大的优势,因此,南澳岛风电场改造为了经MMC-HVDC接入电网的方式。提出了风电场柔性直流输电送端换流器直流侧充电方法、风电场黑启动并网方法以及受端和送端控制策略。该方法和控制策略已在南澳多端柔性直流输电示范工程中的成功应用。南澳柔性直流输电示范工程的成功投运验证了MMC-HVDC的优越性和所使用控制方法的正确性。     

LCC-MMC混合直流输电系统直流回路谐振特性研究

针对一种在整流侧和逆变侧分别采用电网换相型换流器（LCC）和模块化多电平换流器（MMC）的新型混合直流输电系统,提出了直流回路的谐波模型。在整流侧采用三脉动谐波电压源,等效了12脉动换流器的谐波输出特性;在逆变侧使用电容串联电感的无源结构作为MMC直流侧等效电路,同时搭建了输电线路及直流滤波器相应的谐波模型。以单极混合直流输电系统为例,对该直流回路进行阻抗-频率扫描,计算出不同情况下该直流回路的谐波阻抗大小,从而对谐振情况进行判断。仿真结果表明：随着线路长度及滤波器组数的增加,谐振频率均有所降低。     

双馈风电场经柔直并网系统交互作用分析

双馈风电场经柔直并网的实际工程中有振荡现象发生,目前双馈风电场与柔直系统之间的交互机理尚处于研究探索阶段。为分析双馈风电场与柔性直流输电系统之间的交互行为,首先依据电磁方程和控制策略推导系统受控源模型,组成2机动态等值电路。然后依据电路分析,揭示双馈风电机组与柔直系统通过电压-功率耦合实现相互反馈的交互行为和交流汇聚母线电压为2倍频振荡的原因。同时,推导柔直换流器的时域响应发现其积分环节提供惯性,从而解释了系统振荡的物理机制。最后在PSCAD/EMTDC中搭建双馈风电机组经柔性直流输电并网系统模型,对上述分析结论进行时域仿真验证。     

多端柔性直流输电系统中混合运行方式分析

多端柔性直流输电系统可实现多电源供电、多落点受电等,是解决孤岛供电、新能源并网行之有效的解决方法。以基于模块化多电平换流器的"两送一受"三端柔性直流输电系统为例,介绍混合运行方式中各换流站控制策略,并在PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,仿真结果验证了混合运行方式的可行性。     

基于模糊PI控制的海上风电柔性直流输电整流器研究

为提高海上风电柔性直流输电电压等级,抑制直流侧电压跌落和闪变,将三相电压源变流器用于送端整流器。采用多个功率单元级联的拓扑结构,电流内环采用PI解耦控制、电压外环模糊PI调节双闭环控制方式。分析了变流器数学模型,建立了MATLAB／Simulink仿真模型,实现了电压级联输出．在线PI参数整定。仿真结果验证了该系统在海上风电柔性直流输电应用中的有效性。     

基于LCC-MMC混合双极直流输电系统的新能源并网控制策略研究

研究了基于电网换相变流器(LCC)和模块化多电平变流器(MMC)的混合双极直流输电系统应用于新能源并网场景的控制策略,该混合双极直流输电系统包括两个LCC和两个MMC,分别呈对角排布。LCC控制直流电压,MMC调节有功功率和无功功率(或系统频率和交流电压),此外,MMC还兼具有源滤波功能,用于平抑交直流侧的谐波电流。该并网系统的优势在于不需要交直流滤波器和大容量直流平波电抗器,节省了占地面积和成本,能够实现有功功率和无功功率的解耦控制,同时具备兼容新能源功率间歇性波动的能力。因此,该系统兼具传统直流和柔性直流的优点,有良好的经济性和应用前景。最后基于PSCAD/EMTDC软件平台的仿真,验证了该并网系统的可行性和对应控制策略的有效性。     

一种风电场经柔性直流输电并网控制方法改进探讨

基于PSCAD仿真工具对通过柔性直流输电进行大型风电并网的问题进行了研究。建立了采用永磁同步电机的风电场等效聚合模型,分析了柔性直流输电的结构及控制改进方法,研究了在交流大电网互联和大型风电并网两种情况下的柔性直流输电系统响应。当风电场接入柔性直流输电系统时,输电系统对风电场产生一定的影响,使得风电场的输出波动通过电流内环的电压补偿项经过二次反馈给风电场,从而导致输出有功功率和无功功率的波动。为了解决风电场并网输出波动的问题,对柔性直流输电控制方案进行了改进。仿真结果显示在保持了系统优异故障穿越能力的同时,该改进方案能够有效地减小风电场的输出波动,增强了系统的稳定性