考虑全电流的高压侧电压控制方法

以常规的发电机励磁系统为基础,通过引入补偿控制的方式,提出了一种全电流高压侧电压控制方法,并描述了它的工作原理、特性及优点。与常规的励磁系统相比较,先进的高压侧电压控制能够控制发电机高压侧电压为目标设定值,维持传输网络良好的电压分布及较高的电压水平。与已有的先进的高压侧电压控制不同,文中所提出的方法不仅考虑发动机的无功电流,而且将有功电流的影响也引入计算方法中,从而在理论上更加严谨,也更符合电力系统的实际情况。通过数值仿真分析证明了这种方法可以明显改善高压侧电压目标设定值的准确性,提高了电压稳定性,而且无需额外的投资及高压侧信号,易于实现且经济。     

基于DFIG可用无功裕度的风电场无功电压控制方法

本文提出一种新型双馈风电场无功电压控制方法,旨在满足风电场并网点电压要求的同时能够减少各机组机端电压的差异,以提高机组联网运行能力。该方法考虑了风电场的有功电压特性与双馈型风机的无功调控裕度,通过实时监测风电场升压站高压侧母线电压偏差能较准确地计算风电场无功需求;建立了以降低各机组机端电压差异为目标的无功控制模型,并利用遗传算法确定各机组无功输出分配方案。仿真算例验证了该方法能有效降低各机组机端电压差异,使并网点电压满足电网运行指标。     

AGC与AVC协调控制和电压动态安全性

电压安全与稳定性问题已经成为电力系统安全可靠运行的重大威胁.在模型预测控制理论的基础上,提出了考虑自动发电控制(AGC)有功出力分配的电压安全稳定协调控制策略.利用发电机动态无功备用与电压稳定裕度的内在联系,建立了反映系统动态电压特性和稳定性水平的协调优化目标.通过滚动优化发电机自动电压控制(AVC)中的自动电压调节器(AVR)设定值和AGC机组有功设定值,使系统在负荷增长和扰动条件下保持了良好的电压动态品质和电压稳定裕度.对新英格兰10机39节点系统的仿真验证了该策略的有效性.作为AGC的附加功能,有功出力的控制仅在存在电压失稳风险下启动,兼顾了AGC的经济性和常规控制功能.     

不平衡电压下双馈感应发电机转子侧变流器的灵活功率控制

针对不平衡电压下双馈感应发电机(DFIG)转子侧变流器的控制,分析定子瞬时有功和无功功率与三相定子电压、转子电流的关系,通过引入连续调节系数得到转子三相电流指令值的通用计算式。进一步地,求得指令电流调节系数、转子电流峰值及DFIG定子有功和无功波动的表达式,分析DFIG控制特性随调节系数、电压不平衡度的变化规律;分析不平衡电压跌落下DFIG的可控性,给出电压跌落后定子电压的临界值和转子侧变流器可控的判断条件;以功率波动设定值为目标,计及转子电流峰值限制,建立DFIG单位功率因数和无功功率支持2种模式下的灵活功率控制策略,通过仿真验证所提方法的可行性。     

高压侧电压控制对单机-无穷大系统稳定性的影响

以单机—无穷大系统为例，对HSVC提高系统稳定性的机理作了分析。从变压器阻抗的补偿作用和系统阻尼的改善两个方面论证了高压侧电压控制对单机—无穷大系统静态和动态稳定性的影响，并与机端电压控制作了比较。理论分析表明：与常规的机端电压控制(TVC)相比，HSVC由于能够同时补偿发电机电抗和变压器电抗，因而能更好地补偿系统电抗，进而提高系统静态稳定极限。同样，对阻尼力矩的分析表明：在重负载下，高压侧电压控制在改善系统的动态特性、提高系统的静态稳定极限等方面都明显优于机端电压控制，HSVC能够更好的改善系统的动态特性。通过对具体算例的特征值分析和时域仿真，验证了理论分析的正确性。     

同步发电机的非线性鲁棒电压控制

提出了一种同步发电机非线性鲁棒电压控制器设计方法,解决了目前多数非线性励磁控制方法依赖于系统的特定运行点并且难以考虑电压调节精度的局限。针对发电机经变压器接入电力系统的数学模型,将其转换为以机端电压偏差、角速度偏差和有功功率偏差为状态变量的不确定线性系统,进而采用基于LMI的鲁棒控制理论设计出非线性电压控制器。与现有的非线性励磁控制器相比,所提出的电压控制器不依赖于系统的特定运行点,能适应网络参数与运行方式变化,实现机端电压调节功能。控制器对模型干扰有强鲁棒性,无须针对单机无穷大系统和多机电力系统分别设计。此外,控制器无须测量发电机转子角及任何变量的微分与积分。利用PSCAD/EMTDC对某单机无穷大系统及WSCC四机系统分别测试,仿真结果验证了控制器的良好性能。     

永磁磁阻发电机的电压控制

普通永磁同步发电机由于励磁不可调,端电压随转速或负载变化而变化,影响了供电品质.本文提出一种永磁磁阻发电机的电压控制策略,通过与发电机并联的电力电子装置,对其补偿适当励磁所需的无功电流,来保持发电机端电压的稳定.本文阐述了该发电机系统的结构、原理、电机的数学模型和电压控制方法.仿真实验证明该方法可在一定的转速和负载变化范围内保持端电压不变,补偿电流较小.     

高压侧电压控制对电压稳定性的影响

简要介绍了发电厂高压侧电压控制原理和特性,并根据简化的发电机模型,应用特征根方法分析了HS-VC对一单机—恒功率负荷系统电压稳定性的影响,分析表明,高压侧电压控制可有效改善系统电压稳定性,改善程度和电压控制点位置α有关,α越大,控制点越接近高压侧,改善效果越好。实际系统算例的时域仿真验证了分析的正确性。     

基于潮流控制的电压越限分析

在电网运行中,节点电压越限会危及电力系统的安全。本文建立了基于发电机调节的潮流控制模型,结合微分灵敏度方法电压越,通过分别调节发电机组机端电压和有功功率,将越限电压调整到预定的运行范围内。这两种调节方式,均能有效的处理限问题。IEEE5的算例结果表明,该模型和算法为消除节点电压越限提供了及时有效的决策支持。     

Powerformer电压控制改善系统的角度稳定性

对于利用高压电缆绕制定子绕组的新型发电机--Powerformer,它能与高压母线直联,无需增设常规发电机高压侧电压控制(HSVC)模块就能调节高压侧电压.提出采用Powerformer实现高压侧电压控制,可方便地控制高压侧母线电压.应用电力系统综合分析程序PSASP对单机无穷大系统及ERPI-7节点系统进行了三相接地短路及两相接地短路情况的仿真,仿真证明了Powerformer电压控制改善了系统的角度稳定性,优于常规发电机带自动电压调节器(AVR)励磁控制.     

以并网点电压和机端电压平稳性为目标的风电场无功电压协调控制

现有的风电场无功电压控制方法均没有同时以风电场并网点和各机端电压为控制目标,因而不能完备地解决机端电压因扰动而发生偏移越界的问题。提出一种适用于变速恒频风电机组风电场的多目标无功电压控制方法。该方法通过调节风电机组及风电场内快速无功补偿装置优化风电场并网点及场内机组端电压,降低机组因电压越限而导致的脱网事故。以实际双馈风电机组的大型风电场为例,在RT-Lab实时仿真平台上验证了所提控制方法的有效性。     

电网电压不对称跌落时DFIG的控制策略研究

相比于对称故障,不对称故障时双馈风力发电机(Doubly Fed Induction Generators, DFIG)的电磁暂态过程更为复杂,对DFIG造成的危害也越大。从电网电压不对称跌落时DFIG的电磁暂态过程入手,分析了DFIG各电磁量产生二倍频波动和过电流的直接原因。在此基础上,提出了一种电网电压不对称跌落时转子侧变换器(Rotor Side Converter, RSC)的转子电压补偿控制策略,通过控制RSC交流侧的输出电压,对转子暂态电动势和负序电动势进行补偿。该控制策略可在电网轻度不对称故障时有效消除转子电流二倍频波动;在电网严重不对称故障时最大限度地减小转子电流冲击,增强DFIG的低电压穿越能力。此外,根据转子侧变换器的电压容量,对补偿控制策略的完全补偿范围进行了分析。仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

特高压输电线路端电压控制域的计算方法研究

采用特高压现有无穷大电势源等值法获取端电压二维控制域时,会得出投入容性无功补偿将降低特高压沿线电压这一“错误”结论,对此研究证明：变压器中压侧绕组等效阻抗为负是造成二维电压运行下限上移的主要原因。提出了一种新的等值电势源法,即将华中电网和华北电网分别等效成含内阻抗的电势源。采用该等值方法时,无功补偿装置的投切所引起的电压控制域的变化趋势与电压无功理论相符,同时还可以考虑线路输送功率变化时,由线路功率和两端母线电压共同形成的三维控制域。     

不平衡电压条件下双馈感应发电机混合直接功率控制策略

提出了一种适用于不平衡电压条件下双馈感应发电机的混合直接功率控制(H-DPC)策略。首先,在静止坐标系下构建定子有功功率和无功功率的调制电压,可在无锁相环的条件下实现功率无差跟踪控制。然后,将拓展有功功率和无功功率引入控制系统,并结合常规有功功率和无功功率,构造混合功率反馈量,在不平衡电压条件下实现恒定的有功功率和无功功率以及三相平衡的定子电流运行控制目标。该方法无需对电压、电流进行相序分离与提取,简化了控制系统的实施。最后,硬件在环实验结果验证了所提H-DPC策略的有效性。     

基于负序电压分布的发电机定子匝间短路保护

提出发电机定子绕组匝间短路保护新判据方法,包括主判据和闭锁判据.主判据由发电机机端负序电压和中性点负序电流构成;闭锁判据由发电机机端负序电压、主变高压侧负序电压、主变中压侧负序电压、高厂变1分支负序电压、高厂变2分支负序电压构成.如果主判据为真,再判断闭锁判据是否为真,如果闭锁判据也为真,则立即闭锁保护,否则延时保护动作并发告警信号.所提方法不仅可对发电机的各种非对称故障进行反应,还可以对主变及厂用变压器的一部分内部故障进行反应;与纵向零序电压方案相比较,可不增加一次设备并且容易双重化;在靠近发电机中性点处相间故障时,可得到较高的灵敏度.     

不对称电压跌落下虚拟同步机改进低电压穿越控制策略

虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator, VSG)是提高以新能源为主体的新型电力系统稳定性的有效途径。应用于逆变型新能源(Inverter-Interfaced Renewable Generation, IIRG)并网的虚拟同步机在不对称电压跌落情况下可能丧失VSG特性,并因低压穿越能力不足或电压电流越限而导致切机,危害电力系统安全稳定运行。对此,提出了一种新型VSG控制策略。该方法在不对称电压跌落情况下,既能持续提供系统惯性和阻尼,又能提供主动电压支撑,有效提高VSG低压穿越能力,并保证扰动下的系统稳定性。首先,分析了传统VSG在不平衡电压跌落情况下的响应特性。然后,提出了一种基于平衡电流的改进VSG控制结构,将传统VSG单电流环控制改为双电流环控制,维持VSG在电压跌落条件下的惯性阻尼特性,并实现对正负序分量的精准控制。接着,基于改进的双电流环控制拓扑,在逆变器安全运行条件下,对正负序参考电流整定方法进行优化,以实现VSG主动电压支撑和电流限幅。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证了所提控制策略在多种系统运行条件下的响应特性及有效性。     

低压有源电力滤波器在高电压等级下的仿真和工程应用

提出一种利用低漏抗变压器和并联型低压有源电力滤波器实现对高电压等级补偿的新方法。针对现场工况情况,考虑到变压器的移相特性,采用一种新型数字锁相环技术对原有控制策略进行改进,实现了通过低压有源滤波器对高电压母线的谐波治理和无功补偿。在不改变低压有源滤波器内部结构的前提下,可以替代高压有源电力滤波器完成补偿任务,降低设备投资。低压有源滤波器电压等级较低,可以降低设备运维难度,并能提高运维人员的安全系数。通过PSCAD/EMTDC数字仿真和现场实物试验,验证了相关设计的有效性和可行性。     

励磁系统静态放大倍数和发电机有功功率对调差的影响分析

励磁系统静态放大倍数K和有功功率对发电机电压下降特性有较大的影响.文中首先研究了不同K值下发电机无附加调差时的电压下降特性,然后分析了K值对附加调差效果的影响,最后基于单机无穷大系统计算分析了有功功率对发电机无附加调差时电压下降特性的影响.分析结果表明:当K较小时,机端电压随无功功率增加而下降较大,附加调差的影响被大大...