基于电压补偿原理的高压直流输电 系统故障控制策略

当高压直流输电系统交流侧发生不对称故障时,交流系统会产生负序电压和负序电流,从而引起换流站与交流系统之间的有功功率产生波动,使得直流系统的直流电压产生波动。这种波动的有功功率和直流电压会通过直流线路传输到系统的另两侧,影响其他两侧交流系统运行的稳定性。采用电压补偿控制的方法有效地抑制了负序电流,在PSCAD/EMTDC环境中建立基于MMC的多电平换流器的3端直流系统仿真模型,仿真结果验证了所提出的控制方法的有效性和正确性,提高系统的稳定性。     

含柔性直流输电系统的电网潮流优化控制方法

提出了一种含柔性直流输电系统的电网潮流优化控制方法,根据厦门柔性直流输电工程现场运行特点,分析了福建电网不同运行方式下柔性直流输电通道与相关交流输电通道之间的潮流耦合关系,建立了交直流通道的传输功率约束,在保障电网安全的前提下,尽可能地降低电网的有功损耗。该方法在福建省调EMS系统中得到应用,能够实现对含柔性直流输电系统的电网潮流优化控制,提高电网运行安全性、经济性。     

基于直流潮流计算的风电接入能力分析

依据电力系统分析中采用的直流潮流算法,研究了风电功率在静态安全约束下的传输功率能力,建立了传输功率约束的详细数学模型以及基于直流潮流的简化模型并给出了求解方法,对大规模互联电网建立了交流潮流与有功功率约束相结合的实用模型。通过系统中的算例表明,该方法简捷、可靠,能够满足实际分析计算需要。     

一种风电场经柔性直流输电并网控制方法改进探讨

基于PSCAD仿真工具对通过柔性直流输电进行大型风电并网的问题进行了研究。建立了采用永磁同步电机的风电场等效聚合模型,分析了柔性直流输电的结构及控制改进方法,研究了在交流大电网互联和大型风电并网两种情况下的柔性直流输电系统响应。当风电场接入柔性直流输电系统时,输电系统对风电场产生一定的影响,使得风电场的输出波动通过电流内环的电压补偿项经过二次反馈给风电场,从而导致输出有功功率和无功功率的波动。为了解决风电场并网输出波动的问题,对柔性直流输电控制方案进行了改进。仿真结果显示在保持了系统优异故障穿越能力的同时,该改进方案能够有效地减小风电场的输出波动,增强了系统的稳定性     

基于柔性互联的配电网电压质量协同优化控制策略

文章基于多个电压源型变换器（Voltage Source Converter,VSC）与公共直流环节,构建了一种柔性互联型低压配电网,建立了多条配电馈线间的有功功率通路,通过线路间有功补偿的方式解决了大量分布式光伏并网引发的配电网电压质量问题,同时提出了多区域馈线间统一协同控制策略。该策略利用直流电压传递各馈线的交流电压信息,实现多个VSC间的功率协同控制与馈线间的互供互济,有效解决各条配电馈线的电压质量问题。该方案无需在多个VSC间搭建通讯线路,且互联VSC可灵活投入、切出,而不影响其他VSC的运行。最后在Matlab/Simulink平台验证了所提策略的可行性和有效性。     

上海电网燃机调相运行研究与经济性分析

随着电力资源进一步的优化配置,特高压直流将西部清洁能源陆续输送至负荷集中区域,满足了社会生产的需要,实现了低碳清洁供电。但直流集中馈入受端电网的规模大幅增加,给受端电网的安全稳定运行带来了新的挑战。随着大规模直流集中馈入,上海电网的电压调节控制能力明显受到影响,这种影响在直流系统换相失败动态过程和低谷情况下显的尤为突出。为了满足系统稳定性的要求,上海电网采用燃气机组调相运行弥补电网无功短缺和过剩问题。针对上海地区燃气机组进行燃机低功率调相运行试验和经济成本分析。试验结果表明,燃机低功率运行时,稳定性较好,调节无功范围较大;发电机静态稳定裕度大、温度低、厂用电压在可控范围。试验对上海电网燃机调相范围提供了重要试验依据,为上海电网安全稳定运行起到了积极作用。     

基于PSCAD/EMTDC的直驱式风力发电接入系统建模与仿真

针对频率可变的多极直驱式同步风力发电机接入系统,该文在考虑风力机大转动惯量的情况下,采用电网电压矢量定向和双闭环控制技术,实现了基于背靠背VSC换流器的有功无功独立控制。研究了不依赖于风速测量的直驱式机组最大功率追踪策略,桨距角控制器设计以及变风速下风电机组对电网的无功支持问题。最后通过PSCAD/EMTDC搭建了该接入系统模型,阶跃和随机风速下的仿真结果验证了该模型的合理性及控制策略的有效性。     

面向直流配电系统的新型固态故障限流器设计

摘要： 与交流配电相比,直流配电具有供电容量大、线路损耗小、电能质量好、有利于分布式电源接入等一系列优点。然而,保护技术的不成熟在很大程度上限制了直流配电系统的发展。针对当前直流配电系统保护技术中存在的问题,提出一种新型固态故障限流器。该限流器采用晶闸管与IGBT相结合的方式,不仅可以快速响应直流电网的故障电流,而且减少了功率损耗。当发生短路故障时,采用峰值电流控制策略可以进行电流控制,将短路电流限制在一定的范围内。     

电网电压跌落对海上风电系统无功补偿的影响分析

电网电压跌落时海上风电系统无功补偿容量的需求,是确定海上风电系统无功补偿方案的关键。基于海上风电系统的典型拓扑建立了海上风电系统的功率传输模型,在此基础上分析了电网电压跌落时,风电场有功功率、无功功率以及电网电压跌落幅值对海上风电系统的无功补偿容量的影响,以确定海上风电系统无功补偿方案。最后对一个具体的海上风电场进行PSCAD仿真分析,结果表明:电网电压跌落的幅值、电网电压跌落时风电场输出的有功功率和无功功率对海上风电系统的无功补偿容量有着重要的影响,并因此而影响海上风电系统的动态过程控制。     

基于LCC-MMC混合双极直流输电系统的新能源并网控制策略研究

研究了基于电网换相变流器(LCC)和模块化多电平变流器(MMC)的混合双极直流输电系统应用于新能源并网场景的控制策略,该混合双极直流输电系统包括两个LCC和两个MMC,分别呈对角排布。LCC控制直流电压,MMC调节有功功率和无功功率(或系统频率和交流电压),此外,MMC还兼具有源滤波功能,用于平抑交直流侧的谐波电流。该并网系统的优势在于不需要交直流滤波器和大容量直流平波电抗器,节省了占地面积和成本,能够实现有功功率和无功功率的解耦控制,同时具备兼容新能源功率间歇性波动的能力。因此,该系统兼具传统直流和柔性直流的优点,有良好的经济性和应用前景。最后基于PSCAD/EMTDC软件平台的仿真,验证了该并网系统的可行性和对应控制策略的有效性。     

可再生能源交流孤网转并网运行中的电压控制策略

柔性直流远距离输送有仅通过直流送出模式和交直流混联送出模式。两种送出模式下,系统的运行点存在较大差异,直接切换会对电网产生较大冲击。文章首先分析了两种送出模式下系统的调压控制特点,指出并网点电压幅值偏差是切换过程的关键点,设计了以可再生能源集群并网点电压偏差最小为主目标,换流站综合无功裕度最大为次目标的柔性切换策略。最后,基于某柔直电网可再生能源送端规划系统进行仿真,验证了所提策略的有效性。     

一种基于三端口能量路由的单级式光储并网系统及其高压穿越技术

该文提出一种具有高压穿越能力的基于三端口能量路由的单级式光储并网系统（PV-ESS）。光伏最大功率跟踪始终由三相变换器控制完成。多端口能量路由器可根据不同运行工况使储能灵活接入,平抑光伏输出,使得系统具有更高的效率。在电网高压故障下,通过储能装置抬升直流母线电压,从而使系统具有高压穿越的能力,可在电网高压状态下不脱网连续运行,直至故障恢复。     

双馈感应式风力发电系统低电压运行特性研究

双馈感应发电机（DFIG）具有有功、无功功率独立调节能力及励磁变频器所需容量小等优点,在风力发电系统中得到越来越广泛的应用。但正是励磁变频器的过流能力限制使得其对电网故障非常敏感,电网故障下DFIG风电机组的控制能力受到限制。当前国外大多数风电并网标准都要求风力发电机在电网电压跌落的情况下不能从电网中解列,以便在故障后电网恢复过程中提供功率支持,避免发生后续更为严重的电网故障,这即是对风电机组低电压穿越能力的要求。为了保护变流器和对电网提供支撑,需要研制一种能够在电网故障发生时为故障电流进行旁路的设备——Crowbar电路。针对Crowbar的电流旁路装置进行了研究,说明Crowbar电路具有抑制转子浪涌电流和保护直流母线的作用,并在小功率平台上进行了试验,证明了这种设备对于提高DFIG系统的LVRT能力具有重要的作用。     

光伏发电并网逆变器建模及电能质量评估

鉴于光伏发电并网逆变器的建模对于光伏大规模接入、保障系统稳定运行具有重要意义,提出了系统仿真方案,利用Hammerstein-Wiener(HW)非线性模型对光伏并网逆变器的运行进行仿真。通过试验获得直流逆变器电压电流波形、交流逆变器电压电流波形、电压公共耦合点、电网和负荷电流;利用编程确定各种模拟波形并搜索与实际波形相比最准确的模型,同时将该方法运用到电能质量分析中,进而完成对系统的分析和建模。模拟结果表明,该模型效果较好,可以为系统规划、防止系统故障和改善电能质量等方面提供理论依据。     

集散式光伏逆变系统低电压穿越控制策略

针对集散式光伏逆变系统低电压穿越时稳定性差的问题,提出了一种低电压穿越控制策略。该策略以智能控制器和逆变器相互耦合的直流母线电压为参考量,对智能控制器和逆变器进行协调控制,实现低电压穿越时的功率平衡。并通过负序电流指令补偿,抑制电网电压不平衡时直流母线电压2次纹波。1 MW集散式光伏逆变系统LVRT试验结果表明,该方法具有良好的动态响应和稳态性能,低电压穿越时,直流母线电压控制稳定;低电压穿越恢复时,有功功率恢复平稳快速。研究成果有重要的工程应用价值。     

改进的暂态过电压监测与暂态分量提取方法

暂态过电压威胁着电网运行的稳定性、可靠性和电气设备绝缘安全,尤其是在交直流混联电网中交流电网产生的暂态过电压会对直流电网造成严重影响,监测暂态过电压有重要意义。针对带高频分量的暂态过电压难以监测的现状,介绍了一种基于常规电容式电压互感器(CVT)加装大电容单元,设计了500kV暂态电压监测装置,通过冲击电压试验验证了装置的响应性能及测量准确度,在将该装置实际挂网运行后,成功监测到电网中的暂态过电压波形;进而基于离散频谱的能量重心校正法提出了一种改进的暂态电压分量提取方法,通过雷电过电压波形仿真试验,对采集到的波形数据进行暂态分量提取,并对结果进行比较和分析,验证了改进后的方法更具实用性。     

Improved particle swarm optimization for photovoltaic system connected to the grid with low voltage ride through capability

Grid connected photovoltaic (PV) system encounters different types of abnormalities during grid faults; the grid side inverter is subjected to three serious problems which are excessive DC link voltage, high AC currents and loss of grid-voltage synchronization. This high DC link voltage may damage the inverter. Also, the voltage sags will force the PV system to be disconnected from the grid according to grid code. This paper presents a novel control strategy of the two-stage three-phase PV system to improve the Low-Voltage Ride-Through (LVRT) capability according to the grid connection requirement. The non-linear control technique using Improved Particle Swarm Optimization (IPSO) of a PV system connected to the grid through an isolated high frequency DC–DC full bridge converter and a three-phase three level neutral point clamped DC-AC converter (3LNPC²) with output power control under severe faults of grid voltage. The paper, also discusses the transient behavior and the performance limit for LVRT by using a DC-Chopper circuit. The model has been implemented in MATLAB/SIMULINK. The proposed control succeeded to track MPP, achieved LVRT requirements and improving the quality of DC link voltage. The paper shows superiority of IPSO than Incremental Conductance (IC) method during MPPT mode of PV system.     

分布式光伏发电系统改进虚拟同步发电机控制

提出一种计及分布式光伏发电系统源端输出功率波动特征的改进虚拟同步发电机(IVSG)控制策略。对单台虚拟同步发电机功率平衡方程特征值进行分析,明确了光伏电源的基本运行特性,确定了光伏电源稳定运行区域。在传统虚拟同步发电机(VSG)的基础之上进一步采用了直流电压稳定控制技术,提出改进的虚拟同步发电机控制策略。当光伏电源输出功率低于负载需求时起到抑制直流母线电压跌落、维持直流电压稳定的作用,实现按照负荷或并网功率需求进行功率匹配的目的。仿真与实验结果验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

弱电网下双馈风机多机系统直流电压控制时间尺度的建模与稳定性分析

研究了弱电网下双馈多机系统直流电压控制时间尺度的建模和稳定性.首先,建立了双馈多机系统直流电压控制时间尺度的小信号模型,包括直流电压控制、有功功率控制、端电压控制和锁相环,可以充分刻画风机直流电压控制时间尺度的动态特性.然后,通过特征根和主导振荡模态参与因子分析,研究影响双馈多机系统稳定性的主导风机和主导控制环路,其贡...     

AC/DC power conversion interface for self-excited induction generator

A new AC/DC power conversion interface for the self-excited induction generator (SEIG) is proposed here. The proposed AC/DC conversion interface includes an excitation systemand a diode rectifier connected in parallel.The variable frequency AC power generated by the SEIG is converted into DC power by the diode rectifier.The DC power of the diode rectifier can charge a battery set and supply DC loads or be further converted into fixed-frequency AC power by an inverter for AC loads.The DC voltage is expected to be regulated in the above applications.The excitation system supplies an exciting reactive current to maintain the amplitude of the SEIG output voltage to be a constant value. Moreover, it can also serve as an active power filter to suppress the harmonic current generated by the diode rectifier. The excitation system is composed of an AC power capacitor and a power converter connected in series. The AC power capacitor is adapted to provide a basic reactive power, and it can also reduce the voltage rating and the capacity of the power converter. The salient point of the proposed AC/DC power conversion interface is that the capacity of the power converter in the AC/DC power conversion interface can be minimised, and the power loss of the AC/DC power conversion interface can also be reduced. A prototype is developed and tested to verify the performance of the proposed AC/DC power conversion interface.