直流绝缘监测装置校验分析和探讨

论文阐述了直流绝缘监测装置校验的方法,根据27个变电站在线运行直流绝缘监测装置校验结果进行分析,对装置不能检测直流系统两极接地,装置在检测接地支路过程中产生的电压波动和电压偏移导致保护误动的安全隐患进行探讨,提出选取直流绝缘监测装置平衡桥电阻技术参数一致性的建议,通过使用平衡桥与不平衡桥定期切换检测方式排除直流系统存在的各种接地故障,确保直流系统安全稳定运行。     

河北南网绝缘监测装置的性能研究及校验方法的改进

通过研究交流注入式和电桥式绝缘监测的工作原理,阐述了几种检测方法的优缺点.分析了河北南网主要型号绝缘监测装置的性能指标及检测功能,计算了平衡桥电阻和切换桥电阻对直流对地电压波动及偏移的影响范围.研究了离线式直流系统绝缘监测装置校验方法,利用直流接地校验仪的各种试验工况模拟直流系统各种接地故障,校验多点接地、双极平衡接地、交流串电接地和电压偏移等试验工况.该校验方法可规范绝缘监测装置的功能,有效避免在发生一点接地时保护装置误动作.     

河北南网绝缘监测装置的性能研究及校验方法的改进

通过研究交流注入式和电桥式绝缘监测的工作原理,阐述了几种检测方法的优缺点。分析了河北南网主要型号绝缘监测装置的性能指标及检测功能,计算了平衡桥电阻和切换桥电阻对直流对地电压波动及偏移的影响范围。研究了离线式直流系统绝缘监测装置校验方法,利用直流接地校验仪的各种试验工况模拟直流系统各种接地故障,校验多点接地、双极平衡接地、交流串电接地和电压偏移等试验工况。该校验方法可规范绝缘监测装置的功能,有效避免在发生一点接地时保护装置误动作。     

厂站直流系统的接地监测

分析了厂站直流系统绝缘或接地检测所常用的电阻平衡桥法、电压继电器平衡法、切换法、泄漏电流法、超低频短时信号法的工作原理及存在的问题,并提出了采用开关切换法和超低频短时信号法的直流系统绝缘监测装置,具备技术先进、性能完善的优点,更能满足发电厂、变电站直流绝缘监测和接地报警的要求。     

直流系统绝缘监测装置对保护误动作的影响

通过分析相关电网事故,阐述了微机绝缘监测装置的工作原理及对直流电压波动和偏移的影响,从检测的灵敏度和安全性考虑分析了平衡桥电阻和切换桥电阻的选取原则。通过继电器动作电压的理论计算和变电站现场电容测试、安全性试验,得出当绝缘监测装置引起直流对地电压偏移至10%时,发生直流一点接地可引起保护继电器误动作并导致开关跳闸的结论。最后提出通过降低直流对地电压偏移和提高二次回路抗干扰能力等措施以避免保护误动作。     

基于差流检测法的分布式直流接地巡检系统

绝缘监察装置是变电站和发电厂用直流操作电源必备的检测装置。对传统的绝缘监测的方法的原理进行了分析,并指出其存在的问题。在此基础上,对差流检测法的基本原理进行分析,其采用对正负母线绝缘检测电阻的定时切换,形成不平衡桥,可检测出正负母线对地绝缘电阻;与直流漏电传感器相结合,可实现直流馈出支路绝缘故障的极性和阻值检测。介绍了以此为基础的分布式直流接地巡检系统的工作原理,该系统能准确定位绝缘电阻下降或接地分支,既可监测输出直流支路任意极性绝缘下降或接地故障,也可监测直流支路正极、负极绝缘同时下降的情况。该系统组态灵活,尤其适合监测范围大,分支回路多的直流电源系统。     

新型直流系统绝缘监测装置及其实现

为了保障直流系统的安全可靠运行,通常发电厂、变电站使用的直流系统绝缘监测装置是通过检测对称电桥的不平衡程度来反映直流母线的绝缘情况,但当正负母线绝缘均按比例下降时就失效。为此提出了采用常态下利用双不对称电桥实时监测直流系统绝缘的新方法以解决上述问题。同时针对变电站存在严重的电磁干扰易造成绝缘在线监测系统数据的波动大及工作不稳定的问题,在硬件与软件的设计上采用了多项抗干扰措施,如光耦隔离、开关电容滤波器以及数字滤波等,成功消除了测量的随机误差。在介绍了基于该方法的监测装置的设计与实现方法后,进行的实验结果验证了该方案的可行性和有效性。     

变电站直流系统绝缘检测方法研究

为提高变电站直流系统运行的可靠性,需实时监测直流母线及各支路的绝缘状况。本文分析了既有的基于平衡桥和不平衡桥测量直流母线及各支路对地绝缘电阻的原理,并指出了其不足。基于传统的检测方法,利用投入绝缘测量电阻前后正负母线对地电压及各支路的漏电流,实现了多支路正负极同时出现绝缘下降的检测和绝缘电阻的测量,有效地解决了既有检测方法无法测量多支路绝缘下降的问题。     

绝缘监测装置接地故障检测桥电阻参数研究

通过研究绝缘监测装置接地故障检测原理以及接地故障可能引起的保护误动等要素,对绝缘监测装置的平衡桥电阻和切换桥电阻进行了理论计算,分析了绝缘监测装置平衡桥电阻和切换桥电阻大小对直流系统电压波动性的影响,并从尽量减小直流系统电压波动性和避免保护误动的角度出发,提出了平衡桥电阻和切换桥电阻的选择依据和参考值范围,结合保护出口继电器动作条件验证桥电阻选择的合理性。     

直流微电网储能系统自动充放电改进控制策略

针对直流微电网中直流微电源输出不稳定造成的网内功率不平衡及直流母线电压大范围波动问题,基于含光伏阵列和储能系统的直流微电网系统,提出了一种储能系统自动充放电改进控制策略。该控制策略将直流母线电压用4个电压临界值分成5个区域,控制系统根据直流母线电压所处区域自动判断储能系统的工作模态和模态切换,实现储能系统在充电、放电及空闲模式间自由切换;同时避免了由于直流母线电压正常波动引起的储能系统充放电频繁切换对蓄电池造成的损害。dSPACE实验验证了该策略的可行性。     

双脉宽调制变频器一体化控制策略

分析了双脉宽调制(PWM)变频器的工作原理与运行特性,在此基础上针对其直流电压易出现波动的缺点,提出了一种新型的带有电流前馈的双PWM变频器一体化控制策略.该控制策略将逆变器负载的动态特性整合在PWM整流器的电流控制当中,加速了整流器和逆变器之间的电流平衡,减轻了直流环节滤波电解电容器的负担,稳定了直流母线电压.系统仿真结果表明该方案正确、有效.     

基于母线电压分层的直流微网系统协调控制

在直流微网系统中,各分布式单元通常以分散的方式接入直流母线,而分布式电源和负荷易受到外界环境影响,从而影响直流微网母线电压稳定性.因此设计一种基于母线电压分层的直流微网系统协调控制策略,构建以光伏发电为主的直流微网系统结构,将母线电压划分为5个层级,针对不同层级对应的运行模式,研究分布式单元运行方式及其控制策略,最后通...     

多子微电网型交直流混合配电系统灵活功率控制与电压抑制策略

为了解决多子微电网型交直流混合配电系统功率分配以及交流子微电网母线电压偏差大的问题,提出一种灵活功率控制与电压抑制策略.首先分别推导了单个交流子微电网频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的关系,然后分析多个交直流子微电网之间的频率与电压关系,并利用此关系对交直流子微电网中储能单元的下垂控制进行改进,实现整个系统的功率互助及分配.另外,对双向AC/DC变换器电流内环控制进行改进,利用扩张状态观测器对扰动电流进行跟踪,并将跟踪得到的扰动电流引入双向AC/DC变换器电流内环中进行补偿消除,以抑制交流子微电网的电压波动.最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中建立多子微电网型交直流混合配电系统模型,仿真结果表明所提控制方法可以实现交直流混合配电系统中子微电网间的功率互助,较好地维持交流子微电网母线电压和频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的稳定.     

中低压直流配电网母线电压稳定控制

为了抑制直流配电网内间歇性电源输出功率以及负荷扰动对直流母线电压的冲击,设计一种基于降阶扩张状态观测器的线性自抗扰控制方法,实现直流母线电压的稳定控制.在不增加负荷电流传感器的情况下,实现直流电压控制单元对扰动的快速响应与跟踪,有效提高控制系统的抗扰动性和稳定性.在理论和仿真分析的基础上,将所提控制算法嵌入自主开发的A...     

交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术

交直流混合微电网的直流母线电压的稳定控制对整个交直流混合微电网系统十分重要。针对交直流混合微电网中直流母线电压控制方式,提出一种实用、高效的交直流混合微电网直流母线电压自主偏差控制方法。在并网模式下,采用具有空闲模式下的直流母线电压下垂稳定控制方法,通过AC/DC变换器实现直流母线电压的稳定控制,避免了AC/DC变换器的频繁充放电操作;离网模式下,直流母线电压的稳定控制由接储能侧的DC/DC变换器控制。为了保证系统离网模式下可靠运行,直流母线侧可以接多路DC/DC储能类蓄电池,通过自主稳定控制既提高了分布式能源的利用率,又提高了空闲模式下电力电子设备的使用寿命。经试验验证,该方法具有很好的控制效果,为交直流混合微电网的发展提供了技术基础支撑。     

直流微网DC/DC变换器的虚拟直流电机控制策略研究

直流微网是小惯性系统,负荷频繁投切和新能源出力波动等因素都会影响母线电压的稳定。在直流微网系统中,往往通过储能单元维持系统功率平衡和母线电压稳定。针对储能端口双向DC/DC变换器,提出一种简化的虚拟直流电机控制方法,以增强系统的惯性和阻尼;建立虚拟直流电机控制的小信号模型,分析控制策略的稳定性和动态特性;对于动态响应初期母线电压的冲击性变化,提出输出电流前馈的小信号模型补偿方法,进一步平滑母线电压的动态过程;最后通过仿真分析验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

Modelling and Coordinated Control of Grid Connected Photovoltaic, Wind Turbine Driven PMSG, and Energy Storage Device for a Hybrid DC/AC Microgrid

In a DC/AC microgrid system, the issues of DC bus voltage regulation and power sharing have been the subject of a significant amount of research. Integration of renewable energy into the grid involves multiple converters and these are vulnerable to perturbations caused by transient events. To enhance the flexibility and controllability of the grid connected converter (GCC), this paper proposes a common DC bus voltage maintenance and power sharing control strategy of a GCC for a DC/AC microgrid. A maximum power point tracking algorithm is employed to enhance the power delivered by the wind turbine and photovoltaic module. The proposed control strategy consists of primary and secondary aspects. In the primary layer control, the DC bus voltage is regulated by the GCC. In the secondary layer, the DC bus voltage is maintained by the energy storage device. This ensures reliable power for local loads during grid failures, while power injection to the grid is controlled by an energy management algorithm followed by reference generation of inductor current in the GCC. The proposed control strategy operates in different modes of DC voltage regulation, power injection to the grid and a hybrid operating mode. It provides wide flexible control and ensures the reliable operation of the microgrid. The proposed and conventional techniques are compared for a 15.8 kW DC/AC microgrid system using the MATLAB/Simulink environment. The simulation results demonstrate the transient behaviour of the system in different operating conditions. The proposed control technique is twice as fast in its transient response and produces less oscillation than the conventional system.     

直流微电网二次调压系统设计

母线电压恒定是直流微电网正常运行的关键。针对直流微电网下垂调压方式不能实现无差调节,双闭环调压方式不能实现各微源根据自身容量灵活调节出力、效率低的问题,整合两种调压方式设计了直流微电网二次调压系统。当微电网功率不平衡导致母线电压偏离额定值时,首先由下垂调压系统进行一次调压,将直流母线电压调节至稳定工作区;然后根据微网工作模式,孤岛模式下由钒电池(Vanadium Redox Battery,VRB)系统与锂电池储能系统配合进行二次调压,并网模式下由钒电池系统与并网变换器配合进行二次调压,将母线电压进一步调节至额定值;此时,若微网再次出现较大功率波动,系统重新回到一次下垂调压,重复上述过程。一次调压、二次调压协调配合,灵活切换,实现母线电压高效调节。该调压系统在保留下垂控制高效、灵活优点的同时,能够实现母线电压无差调节,提高了微网运行效率。仿真及实验验证了所提出调压系统的有效性和可行性。     

含超级电容混合储能系统直流微电网功率分配策略

针对直流微电网中微电源功率输出不稳定以及负荷波动导致直流母线电压偏移问题,提出一种含超级电容和蓄电池的混合储能系统充放电控制策略。该控制策略将储能系统分为5种工作模式,控制系统根据直流母线电压值选择混合储能系统的工作模式,实现蓄电池与超级电容在充电、放电及空闲模式间自由切换,从而维持直流母线电压稳定。通过Matlab/Simulink软件搭建系统模型,仿真结果表明,采用该控制策略可使直流母线电压保持在电压偏移允许范围内。     

中低压直流配电系统的分散式统一控制策略

中低压直流配电系统由中压直流母线、低压直流母线、直流变压器等组成,具有多电压等级、多直流母线、多变换器的特点,系统的运行方式与协调控制策略更加复杂。文中以中低压直流配电系统为研究对象,提出了一种基于直流母线电压信号的分散式统一控制策略。直流母线上的光伏发电单元、储能单元、燃料电池单元均采用分散式控制策略,根据直流母线电压调整各自的工作模式。直流变压器采用统一控制策略,集功率控制、中压与低压直流母线电压调节功能于一身,直流变压器根据中压与低压直流母线电压偏差的标幺值,自动调节传输功率的大小与方向,从而实现系统的全局功率均衡。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了中低压直流配电系统的仿真模型,并对多种运行状态和场景进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。