基于最优变目标策略的励磁系统与SVC协调控制

发电机励磁系统以及静止无功补偿器(SVC)对远距离输电系统的稳定性有很大影响。文章基于单机无穷大系统的非线性模型,建立了包括状态变量发电机机端电压在内的状态空间方程,提出了一种最优变目标控制(OVAC)策略,根据励磁系统和SVC不同的控制目标分别采用不同的控制策略,从而协调控制这两种控制器。仿真结果表明,该策略能够有效提高故障时发电机的无功出力,并能提高系统阻尼,抑制振荡,同时改善系统的功角和电压稳定性。     

电网故障下风力发电系统的暂态电压控制策略

研究了由双馈感应式发电机和笼型异步发电机组成的风力发电系统的暂态电压控制策略。当电网发生故障时,单位功率因数运行方式下的双馈感应式发电机组和笼型异步发电机组都不能够提供无功功率以帮助系统恢复稳定运行。本文提出了一种基于PI控制器的暂态电压控制策略并对其进行仿真分析。仿真结果表明,故障清除后能够提高双馈感应式发电机和笼型异步发电机的暂态电压稳定性,同时改善了系统稳定运行的能力。     

基于灵敏系数和模型预测控制的电压优化策略

针对智能算法的计算量大、没有考虑发电机旋转备用等问题,提出基于灵敏度系数和模型预测控制(MPC)的电压优化控制策略,可以对大负荷节点和枢纽节点进行电压优化,提高系统电压稳定性.建立了系统无功电压的预测模型,研究了旋转备用容量对系统静态电压和暂态电压稳定性的影响.提出的策略可以有效提高系统故障后暂态电压的稳定性,故障切除...     

双馈风力发电系统的比例谐振直接电压控制

提出双馈异步发电机的比例谐振直接电压控制策略,实现双馈风力发电系统的电网同步控制。通过分析双馈异步发电机的数学模型,建立了转子旋转坐标系中转子电压对定子电压的直接控制关系。在转子旋转坐标系中采用比例谐振控制器控制定子电压,以实现对交流电网电压的无静差跟踪。与传统双馈异步发电机的电网同步控制策略相比,提出的控制策略减少了坐标旋转变换的次数,消除了转子电流的测量和控制环节,避免采用受发电机参数影响的前馈补偿控制,从而简化了控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,提出的控制策略可有效地实现双馈异步发电机的电网同步控制。     

低短路比下双馈风力发电机组电压主动支撑的优化控制策略

随着风力发电机的大规模并网发电，并网点的短路比不断降低。风电机组并网功率增大使得线路阻抗上的压降上升，并网点电压也随之降低，进而导致风力发电机的输出功率受到限制。为改善风机并网在低短路比下电压降低致使输出功率受限的问题，以双馈风力发电机为研究对象，提出了一种基于电压主动支撑的闭环优化控制策略。该方法在实现对并网点电压的支撑的基础上，提高了双馈风电机组在低短路比下的功率传输能力，同时解决了常规电压闭环控制中由功率耦合引发的系统稳定性问题。在优化控制策略下，系统的主导极点阻尼比更大，使得系统更加稳定。最后，在11 kW的双馈电机实验平台上验证了优化控制策略下双馈电机的阶跃响应稳定性更高。     

协调二级电压控制对长期电压稳定的影响分析及改进

利用某大型受端电网的实时数据,借助时域仿真评估协调二级电压控制对其长期电压稳定性的影响。结果表明,若分区内具有较大可调无功裕度,则协调二级电压控制有利于提高电压稳定性,否则影响甚微。针对受端电网发生大扰动后往往无功容量不足的实际情况,提出一种基于轨迹灵敏度的紧急电压控制策略,能够实时地在调控范围内选择控制发电机,并能方便地同其他控制策略结合,以达到更优的控制性能。时域仿真结果证明,这种紧急电压控制策略在大扰动后能够明显提高系统的长期电压稳定性。     

虚拟同步发电机的参数设计及在微电网中的应用研究

针对微电网逆变器及其控制展开研究,借鉴了同步发电机的运行特性、控制策略以及电力系统的电压、频率调节器控制结构,将逆变器改造为一台具有同步发电机特性的虚拟同步发电机。借鉴了同步发电机系统的调速器和励磁控制器的基本原理,设计了虚拟同步发电机的调速器和励磁控制器,利用根轨迹法详细分析了各个参数变化对系统稳定性的影响,对系统中的参数进行了整定。提出一种改进的无功-电压下垂控制策略,抵消了线路阻抗对无功均分的影响,有效地提高了负载端电压的稳定性;推导得到一种预同步技术方案,并且对预同步的参数进行了设计。     

提高双馈风力发电机并网系统暂态稳定性的控制策略

提出了改善双馈感应发电机并网系统暂态稳定性的变频器控制策略。首先,分析了双馈感应发电系统的动态模型和控制原理。其次,在双馈感应发电机有功控制环节中引入暂态功角控制,利用风电机组转速的变化,短时吸收或者释放部分旋转动能,加速系统不平衡能量的衰减,减小系统中同步发电机功角波动;在无功控制环节中引入暂态电压控制,系统故障电压跌落后进行快速无功补偿,支持电网电压的恢复和重建;提出了能够同时改善电网暂态功角稳定和暂态电压稳定的控制策略。最后,在Dig SILENT/Power Factory中进行了仿真分析,仿真结果验证了提出控制策略的有效性及其对电网稳定性的贡献。     

STATCOM-PSS控制对风电并网系统稳定性和电能质量的改善

如何保证风电并网系统的暂态稳定性和电能质量不降低是当前需解决的问题。基于解耦控制策略和同步发电机PSS控制策略,提出在风电并网中系统采用STATCOM-PSS控制的解决方案。研究表明STATCOM-PSS控制策略能有效恢复风电并网处的故障后电压,提高风电场的故障穿越能力,改善风电并网系统的暂态稳定性和风力发电机组的电能质量。     

直驱风力发电系统并网电压控制仿真研究

直驱风力发电系统的电压与发电机发出的有功和无功有关,一般进行电压控制过程是对无功功率进行控制。为了研究风速扰动下维持变流器网侧电压稳定,运用Matlab/Simulink建立了一种风电系统电压模型。该建模方法简化了电机侧变流器的控制环节,并忽略变流器的有功功率损耗,而发电机运行于最佳功率曲线。在电网侧的变流器提出一种电压控制策略可有效地实现电压的调节作用,并能提高风电系统暂态稳定性与有效抑制电压波动。     

电压控制的DFIG对风火打捆系统暂态稳定性的影响

风火打捆外送是解决风电消纳问题的重要措施,但风火打捆系统联络线潮流重,在发生大扰动时系统失稳风险较大。因此,提高风火打捆系统的暂态稳定性具有重要意义。结合简单风火打捆系统,采用等面积法则分析了DFIG采用定电压控制、定功率因数控制对系统暂态稳定性的影响。DFIG采用定电压控制,在扰动后可以向系统提供较多的无功功率,从而提高发电机电压,增加发电机输出的有功功率,增大减速面积,从而提高系统的暂态稳定性。最后,通过仿真算例分析验证了本文的结论。     

双PWM控制交流励磁电源直流链电压的稳定控制策略

双脉宽调制(PWM)控制的交-直-交电压型变频器适于用做交流励磁发电机的励磁电源,但交流励磁发电机运行状态的改变会引起双PWM交-直-交变频器直流链电压的波动,不利于整个发电系统的稳定运行.文中结合交流励磁发电机的运行特点,深入分析了直流链电压波动的原因,提出了基于转子侧变换器瞬时功率反馈控制的双PWM控制策略.实验结果验证了所提出的改进控制策略的正确性,该方法可有效维持发电机运行状态突变时直流链电压的稳定,大大增强了发电机系统的动态响应能力和稳定性.     

含风电微型电网电压稳定性分析及控制技术

异步风力发电机作为微型电网的重要分布式电源,其工作状况将影响系统的运行以及电压稳定性。本文研究了异步风力发电机的转速-电压特性以及功率-电压特性,分析了其投切容量、位置分布、运行状况等因素对微型电网电压稳定性的影响。提出两种基于储能的电压稳定性控制策略,分析并对比了其对系统电压的改善作用。研究结果表明,出现阵风、渐变风等风速扰动时,储能能够有效抑制系统电压波动,确保微型电网的稳定运行;出现线路故障,故障清除时储能可以加快系统电压的恢复。     

变速永磁同步发电机系统稳压控制（连载之一）常见拓扑结构与控制策略

/DC变换后产生直流电源,直流母线电压的稳定性直接影响直流电能系统的稳定性和二级环节的电能质量,特别是在原动机转速变化范围较大的情况下。概述了直流电能发电机拓扑结构及其对比分析,以及基于PWM整流器的适用于变速永磁同步发电机系统直流电压的稳压控制策略。     

直流配电网中旋转电机的可控惯性控制策略

分析直流配电网电压动态变化过程中电容器储能与旋转电机机械动能之间的能量转换关系,阐述基于虚拟电容的直流电压惯性的定义,提出适用于直流配电网中旋转电机改善电压惯性的控制策略。该控制策略通过引入电压波动信号,分别修正同步电机侧变流器的电流控制以及变速风电机组的功率曲线系数,将2种发电机组的转速与配电网直流电压相互耦合,使2种发电机组均可在系统电压变化过程中释放或吸收旋转动能,并通过模拟电容器充放电过程中的能量变化,为直流电压提供惯性支持。通过建立6端直流配电网仿真系统,验证所提控制策略在系统功率不平衡后,能利用同步发电机和风电机组提供的电压惯性支持,有效地抑制直流电压波动,从而提高系统暂态稳定性。     

基于虚拟同步发电机的风电场并网控制研究

随着风力发电容量占电网容量的比重不断加大,风电场对电网稳定性的影响也越来越大。同步发电机具有调节系统功率平衡,维持电网电压稳定的作用,并具有自同步特性,适于系统并联。通过在风电场交流侧配置储能电池,并对储能系统的逆变器采取基于同步发电机模型的控制策略,将风电场等效为虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator-VSG）,使风电场向电网输送的功率平滑,并对大电网体现同步发电机的特性。根据负荷的波动,调节自身输出功率,维持系统频率与电压稳定,有效提高了大规模风电场并网性能。建立了由风力发电机组、储能电池及汽轮发电机组组成的系统仿真模型,仿真结果验证了控制策略的可行性。     

限流式UPFC对电力系统暂态稳定性的影响

现今对于统一潮流控制器提高电力系统稳定性的研究都是基于系统故障切除后通过改变其控制策略来提高系统暂态稳定性。从限流式统一潮流控制器在故障发生和故障切除的2个限流阶段,针对限流器模块分析其对电力系统暂态稳定性的影响,并在标准的220 k V三机九节点系统中进行仿真研究。PSCAD对比仿真结果表明,故障发生后限流式统一潮流控制器能够即刻减小系统发电机输入输出功率的不平衡,提高系统功角稳定性;还能够降低系统电压跌落的幅值,提高系统电压稳定性。     

双馈风力发电机组PQ解耦控制系统研究

分析了双馈风力发电变速恒频系统双PWM变换器及发电机的动态数学模型,电压矢量定向双环控制策略,推导了电流内环前馈解耦公式。基于Matlab仿真平台,建立了9 MW双馈发电系统仿真模型。实验结果表明,通过PQ解耦实现了最大有功功率跟踪,吞吐无功功率抑制电压波动,进相运行提高暂态稳定性等。     

计及定子励磁电流变化的永磁双馈发电机零转矩控制策略

为了提高电网电压严重骤降故障下双馈发电机低压穿越性能,研究了新型永磁双馈发电机的低电压穿越控制策略。对新型永磁双馈风力发电机结构及电磁关系进行了分析,建立了永磁双馈发电机系统的动态数学模型,针对永磁双馈发电机在电网电压严重跌落时,提出了计及定子励磁电流变化的永磁双馈发电机零转矩控制策略,分别采用传统Crowbar控制和计及定子励磁电流变化的零转矩控制策略进行了对比仿真。仿真结果表明,计及定子励磁电流变化的零转矩控制策略能够改善永磁双馈发电机低压穿越运行能力。     

不平衡电压下双馈风力发电机转子侧PIR控制

传统双闭环PI控制通过正负序分解来消除电网电压不平衡状态下双馈风力发电机内的磁场倍频分量,控制较为复杂。在分析不平衡电压下双馈发电机运行特性的基础上,针对转子电流中的二倍频分量,提出了一种基于比例-积分-谐振(PIR)控制器的矢量控制策略,可以有效地抑制二倍频分量,从而节省了负序控制器,使控制器设计简单。同时,使用Matlab/Simulink对上述控制策略进行仿真验证,仿真结果表明了所提策略可以提高DFIG在电网电压不平衡条件下的稳定性。