光伏经多端柔性直流输电并网的控制研究

为解决大规模光伏电站远距离输电问题,采用光伏电站接入基于直流电压-有功功率-交流电压控制的多端柔性直流输电系统的并网方案。利用Matlab/Simulink仿真软件构建了一个包含两座光伏电站和一个无源网络的五端柔性直流输电系统模型,并对该系统的运行特性进行了详细的仿真分析。仿真结果表明,当光伏电站的输出功率发生波动时,五端柔直系统传输的有功功率可实现自动平衡;当电网发生三相短路故障时,光伏电站依然能够稳定运行,具有较好的故障穿越能力。     

基于柔性直流输电技术的风电场暂态稳定性

研究了风电场分别通过电压源型高压直流输电（VSC-HVDC）和交流输电（HVAC）2种方式并网的问题;基于dq同步旋转轴变换的VSC-HVDC的数学模型,设计了两端换流站的控制策略;在电力仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了风电场的2种（AC、DC）并网接入方式模型,针对受端换流站交流母线短路故障工况进行了仿真验证,分析了风电场母线电压、输出功率、风力机转速以及风电场当地负荷的功率等电气量响应情况。结果表明：在故障扰动情况下,VSC-HVDC对提高风电场当地负荷用电可靠性、风电场母线电压、抑制风电机组输出功率波动以及避免风电机组转矩不平衡引起的发电机超速效果最佳,设计的控制方案有效可行。     

适用于大规模风电并网的多端柔性直流输电系统控制策略

提出了一种适用于区域大规模风电并网的六端柔性直流输电系统,设计了该系统的协调控制策略,即送端电压源型换流器(VSC)采用交流电压控制、受端VSC采用直流电压下垂控制。以直流网络损耗最小作为优化目标,计算了系统稳态运行点。通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建仿真算例,验证了所提出的系统控制策略可以自动跟踪风电功率波动并协调受端功率分配。通过设计系统启动和风功率波动及交流侧故障和换流器停运的仿真算例,验证了该六端柔性直流输电系统具有良好的功率调控能力和运行灵活性。     

海上风电柔性直流输电系统故障穿越安全研究

对比国内外新能源、直流输电技术相关标准,根据现有标准情况,分析国内外在海上风电经柔性直流输电系统并网故障穿越方面的安全要求。基于电磁暂态仿真程序EMTP-RV,对欧洲某±320 kV柔性直流输电系统及其连接的海上风电进行仿真分析,研究交流系统强度、换流器控制模式、过电压特性和换流器电磁暂态模型对故障穿越的影响,由仿真结果交叉验证现有安全标准,为海上风电经柔性直流输电系统并网的安全稳定运行和相关标准更新提供参考。     

直流断线故障下海上风电经柔性直流送出系统的暂态特性

断线故障为常见的直流故障类型之一,研究该场景下海上风电经柔性直流送出系统的暂态响应特性对于系统的保护方案设计有着重要参考价值.首先,分析了直流母线正极断线故障下短路电流产生机理,推导了非故障极短路电流表达式,并分析了接地阻抗参数对该短路电流特性的影响.其次,研究了故障期间风电场侧与电网侧换流站交直流侧暂态电压演变特性....     

提高系统暂态稳定性的风电直流协调控制策略

风电规模的扩大和直流线路的增多,风火打捆交直流混联系统的暂态稳定性受到关注.本文从风火打捆交直流混联系统的实际网络拓扑结构出发,通过对节点导纳矩阵的收缩变换获取风电和直流输电功率外特性与系统等值机械功率间的关联关系,在此基础上基于扩展等面积定则,确定出DFIG和VSC-HVDC接入网络拓扑位置和输出特性对风火打捆交直流混联系统的暂态稳定的影响规律.进一步利用DFIG和VSC-HVDC对功率的可控性提出一种协调阻尼控制策略,利用风电和直流本身的灵活调节能力实时调节功率输出,促进系统快速恢复稳定.仿真结果表明,所提控制策略使得系统功角摆幅更小,恢复更快,在不添加额外硬件设备的情况下,有效提升了系统的暂态稳定性.     

适用于风电经柔性直流并网系统的柔性耗能装置及控制策略

高压柔性直流输电技术可实现有功功率的双向控制,且无换相失败问题,是实现风电并网外送的重要手段之一。风电经柔性直流并网系统易发生交直流故障,故障期间风电系统持续输出功率,过剩的暂态能量危害系统的安全运行。针对风电经柔性直流并网系统的暂态能量耗散问题,提出了一种基于全桥子模块的柔性耗能装置(flexible energy dissipation device, FEDD)。为解决子模块充放电无法准确控制的难题,提出了柔性耗能装置的动态电压控制策略和暂态能量耗散策略,并兼顾了子模块电容能量平衡。根据FEDD的工作原理和控制策略,提出了设备主要参数设计方法。最后通过RTDS实验结果验证了柔性耗能装置能够准确吸收暂态能量,保证换流站平稳穿越交直流故障。     

风电场柔性直流并网控制保护技术现状与展望北大核心CSCD

采用柔性直流送出是未来大规模远距离风电并网的主流趋势。随着相工程的不断投运,风电场-柔性直流并网系统的控制与保护技术已成为当下的研究焦点。本文从实际工程出发,针对系统结构、稳态控制、小干扰稳定性、主动频率响应、交直流协调运行及暂态控制等几方面,综述了风电场-柔性直流并网系统的研究成果及发展现状,介绍了当前工程中的技术难点,并对未来的研究方向做了展望。     

风电场柔性直流并网控制保护技术现状与展望北大核心CSCD

采用柔性直流送出是未来大规模远距离风电并网的主流趋势。随着相工程的不断投运,风电场-柔性直流并网系统的控制与保护技术已成为当下的研究焦点。本文从实际工程出发,针对系统结构、稳态控制、小干扰稳定性、主动频率响应、交直流协调运行及暂态控制等几方面,综述了风电场-柔性直流并网系统的研究成果及发展现状,介绍了当前工程中的技术难点,并对未来的研究方向做了展望。     

舟山多端柔性直流输电工程换流站内部暂态过电压

舟山多端柔性直流输电工程建成后将成为世界上第一个基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的五端柔性直流输电工程。为研究各换流站的过电压水平,依托舟山多端柔性直流输电示范工程,详细分析了换流站交直流侧的过电压机理,建立了基于详细控制保护策略的五端柔性直流输电系统过电压仿真模型,计算了换流站联结变压器阀侧单相接地、桥臂电抗器阀侧单相接地、直流极线接地、直流平波电抗器阀侧直流母线接地和直流极间短路等故障在换流站关键设备上产生的过电压。结果表明：联结变压器阀侧交流母线上的最大过电压为360 kV;直流极线上的最大过电压为370 kV,直流平波电抗器阀侧直流母线的最大过电压为369 kV,避雷器CB和D承受的最大能量分别为1.258 MJ和1.655 MJ;星形电抗接地支路中性点上的最大过电压为188 kV;桥臂电抗器两端产生的最大过电压为235 kV。计算结果可为该工程换流站的绝缘配合研究以及相关设备的选型、试验等提供重要依据。     

电网暂态稳定控制策略防误判据及实证

目前送端电网有大量电磁环网,普遍存在暂态稳定问题和稳定控制系统拒动误动风险,对稳定控制策略的主判据与防误判据适应性要求随之增高。根据典型电网结构及其稳定分析结论,结合控制代价、控制风险等因素,提出三种典型暂态稳定控制策略防误判据。第一类暂稳策略防误判据为：无须接入保护信号或者开关位置信号,以纯功率转移量为防误判据;第二类暂稳策略防误判据为：接入开关位置信号,以合闸位置继电器变位为防误判据,且结合拒动、误动风险评估确定采用单相或两相或三相合闸位置继电器信号;第三类暂稳策略防误判据为：接入开关位置信号和保护信号,以保护信息与开关变位信息为防误判据。某省级实际电网中三种典型的案例证明,所提的防误判据具有较强的适应性和可靠性。     

电网暂态稳定控制策略防误判据及实证

目前送端电网有大量电磁环网,普遍存在暂态稳定问题和稳定控制系统拒动误动风险,对稳定控制策略的主判据与防误判据适应性要求随之增高。根据典型电网结构及其稳定分析结论,结合控制代价、控制风险等因素,提出三种典型暂态稳定控制策略防误判据。第一类暂稳策略防误判据为：无须接入保护信号或者开关位置信号,以纯功率转移量为防误判据;第二类暂稳策略防误判据为：接入开关位置信号,以合闸位置继电器变位为防误判据,且结合拒动、误动风险评估确定采用单相或两相或三相合闸位置继电器信号;第三类暂稳策略防误判据为：接入开关位置信号和保护信号,以保护信息与开关变位信息为防误判据。某省级实际电网中三种典型的案例证明,所提的防误判据具有较强的适应性和可靠性。     

计及风电不确定性的暂态稳定概率分析

研究风电不确定性对电力系统暂态稳定性的影响。采用威布尔分布模拟风速的概率分布,建立适用于含大规模风电的电力系统暂态稳定分析的双馈型风电机的动态模型。以IEEE 10机39节点系统为算例,在MATLAB和电力系统分析软件DAS-TSAT平台上,运用蒙特卡洛方法,计算得到电力系统暂态稳定性各项指标的概率分布及其随风速变化规律。结果显示,大规模风电接入电网后,在一定的风速范围内,系统暂态稳定性能随着风速的增大而增强。     

风电系统的电压稳定性分析

风力发电是一种特殊的电力,由于风力的波动性,使电压稳定性成为风电系统面临的一个重要研究问题。为此,分析了国内外有关风电系统电压稳定性的研究现状和主要问题,阐明了风电与常规能源的区别,及其对电力系统电压稳定性的影响,主要从对电压稳定性影响的因素、含风电场的电力系统电压静、暂态电压稳定性的等值模型与分析方法、指标进行分析,并且提出改善风电系统电压稳定性的一些措施,最后指出分析中不足之处及以后需改善的方面。     

对于电力系统暂态稳定分析的几点认识

电力系统暂态稳定分析与控制的研究已进行多年,取得了一定的成果,而新的运行环境也对系统的暂态稳定性提出更高要求的情况下,有必要对现今暂态稳定分析与控制的现状作一总体性的认识,明确其中存在的问题,认清目前的主要任务和今后研究工作的着眼点,本文从几个角度分析了几种暂态稳定分析手段及其中遇到的问题.     

全过程励磁控制对电力系统暂态稳定性的影响

为了充分挖掘励磁系统在提高电力系统暂态稳定性方面的潜力,文中研究和改进了暂态过程五阶段励磁控制策略,基于电力系统分析综合程序(PSASP)建立了全过程励磁控制模型,并将其应用到实际大规模电力系统中的多台发电机上。对四川电网及晋豫鄂特高压联络线近端不同故障情况下的仿真分析表明,全过程励磁控制能很好地降低故障后功角第1摆的摆幅,稳定电网电压水平,并由此对整个故障恢复过程起到积极作用,有效地提升电力系统的暂态稳定性。     

关于暂态稳定不确定性分析的评述

从随机变量、概率模型、概率算法以及特定场景下的暂态稳定评估等方面,回顾国内外对暂态稳定概率分析和风险分析的研究和现状,归纳各种分析方法的原理及优缺点,讨论减少计算量的技术,探讨暂态稳定性概率分析及风险分析的发展方向.指出在计算失稳概率时尽量采用灵敏度分析技术来代替抽样仿真,将大大减少计算量.提出用最优稳定控制的代价来反映经济损失,即用主动停电造成的损失代替系统失稳后不受控停电的损失,使风险值可以实际计算.     

基于电压时间序列的电力系统暂态电压稳定分析

基于实时获取的广域测量信息,提出一种利用机端电压幅值偏差序列的最大Lyapunov指数指标（LLE）与机端电压幅值序列相结合的暂态电压稳定判别方法。基于无需系统模型的LLE计算方法,建立LLE与机端电压幅值偏差序列的数学关系,根据最大Lyapunov指数曲线运动的轨迹特征,以及机端电压幅值变化率-电压幅值偏差（[Vmagcr-ΔVmag]）特性曲线的运动趋势,提出一种基于LLE与机端电压幅值偏差率的暂态电压稳定判据。针对多机系统,本文提出基于临界机组对的暂态电压稳定判别方法。将本文所提方法在IEEE10机     

基于CPSO-BP神经网络的风电并网暂态电压稳定评估

针对目前传统方法难以快速、准确判断风电并网后系统暂态电压稳定性的问题,提出了一种基于CPSO-BP组合的风电并网暂态电压稳定评估方法。首先采用混沌理论对粒子群算法的不足进行改善,应用改进后的算法对神经网络的初始权值和阈值进行优化,然后利用系统故障前后采集的传统物理量和风电场相关的物理量作为BP神经网络输入特征量进行监督学习,最后将训练得到的模型应用于风电并网系统的暂态电压稳定评估中。利用英格兰10机39节点系统标准算例进行风电并网仿真分析,结果证明了所提方法的有效性。