光伏电站低电压穿越技术要求与实现

针对大型光伏电站在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来的不利影响,提出了一种基于光伏逆变器的光伏电站低电压穿越控制策略,并进行仿真分析。结果表明该方法能够保证光伏逆变器在电网电压跌落时不过流,同时能够发出一定的无功功率以支撑并网点电压,具备低电压穿越的能力。     

光伏电站低电压穿越技术要求与实现

针对大型光伏电站在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来的不利影响,提出了一种基于光伏逆变器的光伏电站低电压穿越控制策略,并进行仿真分析。结果表明该方法能够保证光伏逆变器在电网电压跌落时不过流,同时能够发出一定的无功功率以支撑并网点电压,具备低电压穿越的能力。     

并网光伏电站低电压穿越仿真与分析

根据光伏电站并网导则要求,针对光伏电站在电网故障时突然脱网的不利影响,提出了一种基于光伏逆变器低电压穿越能力的控制策略,在电网电压跌落时投入该控制策略,能够限制有功电流的增大,同时给定无功电流。仿真表明,在光伏电站并网点电压深跌落和浅跌落情况下,该控制策略均能够保证光伏逆变器输出电流不过流,同时能够向电网发出一定的无功功率以支撑并网点电压的恢复,实现低电压穿越。     

一种并联风电机组低电压穿越调控装置

采用风力发电时,为减小短时间电压跌落故障对电网安全稳定运行的影响,风力发电机组必须要具备低电压穿越能力。设计了一种新的拓扑结构,该结构在传统异步风力发电系统基础上,新增了用于解决低电压穿越问题的模块电路,并分别对各模块利用定电压控制与基于无功功率理论的矢量变换控制算法等方法,模拟了电网在不同运行状态下无功功率的补偿办法,并取得了良好的效果。经PSCAD/EMTDC仿真分析,此装置的设计能够使风电机组实现低电压穿越。     

基于无差拍控制的光伏电站低电压穿越技术的研究

随着光伏电站接入电网容量的不断增大,在电网发生扰动或故障情况下,光伏并网系统的脱网会进一步给电网带来不利影响。并网光伏电站应具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)能力。在电流无差拍预测控制的基础上,对控制系统进行了改进。在低电压期间,通过发出无功功率支撑电网电压的恢复,采用限幅控制防止电流增大,投入并联卸荷电阻限制直流侧电压的升高,实现光伏电站的低电压穿越。最后采用新能源电力系统国家重点实验室中的光伏系统参数,建立仿真模型并进行了验证。结果表明在电网发生电压跌落时,     

故障条件下的风电场无功协调控制策略

电网故障时风电系统的Crowbar装置能够帮助风电机组实现低电压穿越,然而Crowbar的投入使得双馈风电机组要从电网吸收无功功率,延缓电网电压重建的过程。因此,需要在故障时对风电场进行无功补偿。针对这个问题,提出一种新型无功协调控制策略,在电网电压跌落后,根据并网点电压水平以及Crowbar的动作情况,整定风电场的无功调节需求,通过两层无功分配策略,协调双馈风机和STATCOM对电网进行无功补偿,用以支撑风电场并网点电压。采用这种控制策略,不仅可以提高风电机组的低压穿越能力,也减少了无功补偿装置的投入容量,仿真分析验证了所提策略的可行性和有效性。     

直驱风力发电系统低电压穿越技术

为提高直驱式变速恒频风电系统的故障穿越能力,采用直流侧过压保护Crowbar电路,使电网电压跌落时风机能够正常运行,故障消除后系统能快速恢复至额定输出。在电压跌落期间,控制网侧变流器发出无功功率,即运行STATCOM模式,快速向电网提供无功功率,稳定电网电压,帮助电网电压快速恢复。据此提出基于Crowbar卸荷电路和STATCOM运行策略的直驱风力发电系统的低电压穿越(LVRT)方案,并进行了实验验证。     

大型光伏电站变结构低电压穿越控制策略研究

通过分析大型光伏电站在电网故障下的特征,研究了大型光伏电站低电压穿越的变结构控制策略。在电网发生故障时,通过变结构控制策略,限制逆变器交流侧电流幅值,同时切换网侧电压外环控制,通过比例调节器,将电压跌落深度转换为无功电流缺额,向电网发送无功功率,提高电网电压的恢复能力,并将此控制策略应用于多台并网逆变器联合运行。仿真结果表明,所提出的变结构控制策略能够有效限制交流侧电流幅值,使逆变器不脱网运行,提高了故障点电压的恢复能力,实现光伏电站低电压穿越的要求。     

动态电压恢复器的快速检测及补偿策略

为了研究低电压穿越问题,设计了一套由动态电压恢复器组成的低电压穿越试验系统。提出采用电压 dq 综合值结合其变化率作为低电压故障发生检测判据,采用电压差前馈结合谐振控制环作为补偿策略,实现对电网低电压故障的快速补偿。经电压补偿试验表明,采用上述低电压故障检测及补偿策略的动态电压恢复器能够快速实现电压补偿。     

双馈风电系统低电压故障保护方法的研究

提出一种基于串联动态制动电阻(SDBR)的低电压主动保护方法,在电网故障时吸收由于电网电压跌落引起的不平衡功率,保证故障期间双馈风电机组不脱网运行。分析SDBR对DFIG的暂态影响,提出SDBR的投切控制策略。根据低电压穿越(LVRT)规范对无功功率的要求,研究转子侧变流器无功补偿控制方式。利用PSCAD/EMTDC仿真平台,建立基于SDBR的双馈风电系统仿真模型,对三相对称故障时DFIG的低电压穿越能力进行仿真研究。仿真结果表明,串联动态制动电阻能够有效的抑制定、转子过电流,限制直流母线过电压,从而提高DFIG的低电压穿越能力,保证风电系统的不脱网运行。     

光伏直流升压场站并网整体协同低电压穿越控制策略

光伏直流升压汇集场站中,光伏列阵经DC/DC升压后汇集,再由DC/AC换流站逆变后接入交流电网。对于多个光伏直流升压场站并网系统,并网DC/AC换流站输出无功电流大小受自身容量与端口电压跌落程度影响,在协调机制不明确情况下,无功整定困难,靠近故障的场站存在脱网风险。为此,在分析各DC/AC换流站无功出力对端口电压影响的基础上,提出了光伏直流升压场站并网系统整体协同低电压穿越控制策略。进入低穿后,DC/AC换流站检测本地端口电压,立即向电网注入无功进行支撑;总控站利用通信获知各换流站的端口电压,进而协调各换流站的无功电流输出额度。同时,在分工况细化协调机制的基础上,对DC/AC换流站无功电流输出进行通用化整定。仿真结果表明,所提控制策略在交流电网发生故障时,能有效协调各DC/AC换流站进行无功补偿,提高系统整体低电压穿越能力。     

利用光伏发电优化功率控制提高电网暂态稳定

随着光伏发电装机容量的逐步提高,光伏高渗透率的区域电网的稳定性面临挑战。因此进行了光伏电站的功率控制研究,在故障暂态过程中,合理减少光伏系统有功输出,保证光伏直流侧稳定,提高光伏逆变器的无功输出能力,以实现电网电压稳定和网内机组功角特性的改善。以美国西部联合电力系统(WSCC)3机9节点系统接入光伏电站为例,验证了所提控制策略能有效提高电网内机组的暂态稳定能力,有利于光伏发电的安全并网,并改善了输出性能。     

光伏电站经柔性直流集电送出系统的低电压穿越协调控制策略

光伏电站经柔性直流集电送出系统在交流电网发生故障扰动时应该具备低电压穿越的能力。针对受端和送端交流电网发生故障扰动的情况,提出了一种不依靠通信的光伏电站与VSC-HVDC的低电压穿越协调控制策略。交流电网故障情况下,VSC-HVDC送、受端换流器可依据直流电压的变化量切换控制模式。送端换流器根据VSC-HVDC直流电压的变化量调节光伏电站出口的电压幅值,使光伏电站感受到电压变化并减小有功功率输出,从而迅速维持VSC-HVDC系统的功率传输平衡,提升系统故障穿越能力,而且可以实现直流电压的稳态无差控制。应用Matlab/Simulink仿真软件搭建了1000 MW光伏电站与VSC-HVDC系统的仿真模型,验证了所提协调控制策略的有效性。     

光伏低电压穿越期间无功补偿对差动保护 灵敏度的影响分析

研究了具备低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)能力的光伏并网发电系统,送出线部分发生三相短路故障时,LVRT控制过程中发出的无功电流对传统比率制动式和新型标积制动式差动保护灵敏度的影响。理论分析表明故障期间无功补偿会导致两种差动保护的灵敏度下降,并通过Simulink搭建光伏并网发电系统仿真模型验证了这一结论。在此基础上,进一步对比得出发生金属性短路故障时,标积制动式差动保护的灵敏度受无功补偿影响较小,作为光伏电站送出线部分的保护效果更佳。最后通过差动特性曲线的整定方式,对如何提升差动保护灵敏度的问题提出改进建议。     

考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制

针对实际运行的大规模光热光伏混合电站并网后面临的“内忧外患”电压问题，既受电站内部节点电压状态的影响，也受外部电网系统静态电压稳定状态的影响，提出一种考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制方法。首先，通过静态电压稳定裕度、节点电压均衡度和无功储备裕度3种指标表征混合电站电压安全状态。然后，结合小时级长时间尺度的光伏出力预测信息，在第I阶段实施有载变压器和电容器慢速调整。针对分钟级短时间尺度内的光伏出力波动，以混合电站内的光伏发电单元、光热发电单元和静止同步补偿器为第II阶段的优化控制对象，实现快速精细化电压调节。所提方法能有效避免全站设备频繁参与优化调整，从而提高控制效率。最后，通过测试系统验证分析结果表明：通过两阶段无功控制协调，所提方法能够抑制光伏出力的波动冲击，有效降低站内电压安全越限和失稳风险。     

大规模风光互补发电系统建模与运行特性研究

建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型,提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行的电力系统仿真计算验证了该模型的有效性及其功率波动特性和母线电压的暂态影响。仿真结果表明,该风光互补发电系统模型有效降低了输出功率波动,实现了风光系统低电压穿越,确保故障情况下风光系统不脱网运行以及电网安全稳定运行。     

一种具有低电压穿越能力的单相光伏发电系统

具有低电压穿越能力的光伏并网系统已成为未来发展的趋势。以单相两级式系统为对象,提出了一种新型控制策略：为了最大限度减少直流母线电压在电网故障期间抬升,直流母线在两级之间灵活控制;在低电压穿越阶段,电网电流采用恒定峰值电流控制方法以避免触发过流保护,其中无功电流的幅值取决于电网跌落的深度;控制回路增加给定并网电流补偿环节,最大限度减少给定并网电流幅值中的两倍频扰动,提高并网电流质量。所提控制策略的稳定性及动态特性得到仿真验证。     

光伏并网系统送出线路不对称故障的差动保护灵敏度研究

针对光伏并网发电系统的故障特性,分析了在并网送出线路发生不对称跌落时,比率制动特性差动保护在光伏逆变器有无无功补偿条件下的灵敏度。结果表明,在无功补偿状态下,光伏并网发电系统送出线部分的传统比率制动特性差动保护灵敏度下降。通过比较传统比率制动特性曲线的整定方式,不过原点的特性曲线在灵敏度的方面具有更大优势。在此基础上,考虑到不对称故障中零序电流受故障电阻和负荷电流影响小及低电压穿越(LVRT)期间以电网电压正序分量定向的逆变器控制策略,零序电流作为保护判据的传统比率制动式差动保护,由于不受无功补偿电流的影响且保护动作整定值较小,具有更高的灵敏度,作为光伏送出线路的保护效果更佳。通过Simulink搭建光伏并网发电系统仿真模型验证了这一结论。     

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)控制策略。该策略对光伏逆变器进行电压定向矢量控制,实现有功和无功功率解耦,在电网电压跌落期间,采用直流卸荷电路稳定直流侧电压,根据电压的跌落深度补偿一定的无功功率以支撑电压恢复。通过PSCAD/EMTDC软件对采取LVRT控制策略前后的各电气量进行比较分析,结果表明,采用该策略光伏发电系统可以在电压跌落时保持并网运行,并补偿一定的无功功率以恢复并网点电压,实现低电压穿越。