风力发电并网后需要关注的主要问题

电能质量 根据国家标准,对电能质量的要求有5个方面：电网高次谐波、电压闪变与电压波动、三相电压及电流不平衡、电压偏差、频率偏差。风电机组对电网产生影响的主要有高次谐波和电压闪变与电压波动。     

基于Hilbert-Huang变换的风电场闪变

随着风电场装机容量的增大,风电并网所带来的电压偏差、谐波污染、电压波动和闪变等电能质量问题日益严重,因此,需要对其进行评估和治理,而评估和治理的前提是参数的准确检测。将一种新的非平稳信号处理方法,即Hilbert-Huang变换用于风电场闪变的分析。该方法可以从频域和时域同时对信号进行分析,能够准确检测出非平稳电压闪变信号的时间、频率和幅值信息。仿真分析结果表明了该方法分析风电场闪变的有效性。     

风机并网对电能质量影响因子研究

为了给电网控制策略提供可靠的参考依据,对电网在接入风机后电能质量的变化进行了详尽的分析。风机作为电源同时也作为非线性负载接入配电网中使得电能质量的分析更加复杂。首先对国标中着重介绍的稳态电能质量：电压偏差,三相不平衡度,谐波以及电压波动进行理论介绍,然后在Matlab／Simulink上建立了配电系统与风机并网的模型,得到风机对电能质量不同方面的影响程度,最后采用先进电力电子设备为平稳电压电流输出提供一定的方法,并进行验证。研究结果表明,电力谐波和电压波动闪变是风机对电网的最主要的影响因素。     

基于时频分析法的智能电网电压闪变分量运算

为获得电网电压闪变治理中设备参数调整和控制策略制定过程中所需的准确可靠电压闪变数据,将一种非线性和非平稳信号时频分析法(HHT变换)成功引入电压闪变低幅调制信号瞬时相位、瞬时幅值、瞬时频率等特性参数的检测中,可从时域和频域两方面对信号进行同时分析。将电压闪变信号调制获得的低频信号,先用EMD分解算法分解成若干IMF分量,再做HHT变换。算例仿真分析表明,该优化算法提取电压闪变信号数据可行有效,数据准确,能满足工程需求。     

风力发电并入微网电能质量分析与检测

风力发电并网引发的电能质量问题不仅是限制风电机组装机规模的重要因素,而且对微网的安全稳定运行产生了很大的影响,因此有必要对风力发电并网引发的电能质量问题进行深入的分析,而分析的前提就是对其进行准确的检测。首先简要介绍微网的定义,并在此基础上给出风力发电机并入微网的结构示意图,其次对风力发电并网引发的电压波动与闪变、谐波以及电压偏差的机理进行分析,得出引发这些电能质量问题的根本原因。最后针对风力发电并网引发的电压偏差现象,提出采用Hilbert-Huang变换的方法对其进行检测。仿真测试结果表明了该方法的有效性。     

基于MMC-PET的直流微电网综合控制策略

为提升智能配电网电能质量,提出一种基于模块化多电平型电力电子变压器的直流微网构架及其综合控制策略,对分布式电源并网方式进行简化,设计MMC-PET及风光储系统的控制器,对智能配电网中电压深度跌落、三相不平衡等电能质量问题进行治理。在PSCAD/EMTDC平台搭建基于MMC-PET的直流微网风光储系统仿真模型,进行仿真分析总结,结果表明该方法很大程度地提高了新能源接入适应性,具备更快的动态响应速度和更强的鲁棒性,能有效改善智能配电网电能质量。     

独立微网风电机组谐波特性多目标优化分析

针对分布式永磁风电机组在独立微网中的谐波恶化问题,文章对不同匹配方式的风电机组开展谐波测试。选择电流谐波畸变率(THDi)和电压谐波畸变率(THDu)综合评价独立微网谐波,采用博弈策略改进多目标优化,提出基于权重分析法的微网谐波评价方案。结果表明:选择合适的机组类型以及调节机组叶尖速比可有效降低微网谐波;基于权重分析法赋予各评价指标权重系数,借助多目标优化法求解微网中发电侧谐波极小分布区域。提出微网谐波评价的精确分析和可行性评价方法,为优化独立微网电能质量奠定基础。     

一种基于短时傅里叶变换的电压闪变信号的检测

提出了一种基于短时傅里叶变换（STFT变换）的电压闪变信号的检测方法,利用待分析闪变信号的STFT变换幅值矩阵中的基频频谱序列得到该闪变信号的包络线、载波工频幅值和调幅波。该方法既适用于稳态闪变信号的检测,又适用于短时和时变闪变信号的检测,对谐波载波的闪变信号与工频载波的闪变信号的检测方案一致,不需要低通滤波或同步检波。仿真结果表明,该方法检测精度高,实现简便快捷,抗干扰能力强,是一种有效的电压闪变检测方法。     

基于Matlab的风力发电机组电能质量测量

以风力发电机组电能质量为研究对象,用四项最小旁瓣Nuttall窗对虚拟电网输出的模拟电压进行截断,通过FFT和HHT提取闪变、谐波、电压暂升的参数并从频域直接计算短时闪变严重程度。仿真实验结果表明:所研究算法可准确测量出风力发电机组引起的闪变、谐波、电压暂升的频率、幅值和发生时间,其测量结果精确。     

光伏电站并网对电能质量的影响及对策

由于光伏发电具有波动性和间歇性,且光伏发电系统中含有大量的电力电子设备,并网后会对当地电网的电能质量产生一定的影响。介绍了浙江嘉兴电网某光伏电站的概况及其并网对电能质量在谐波、电压偏差、频率偏差、闪变、电压不平衡度及功率等方面的影响,并进行评估和分析,提出加强电能质量监督的建议。     

Power quality measurements performed on a low-voltage grid equippedwith two wind turbines

The power quality of a low-voltage grid with two wind turbines is investigated. Slow voltage variations as well as transients and harmonics are measured and analysed. Furthermore, the spectrum of the power is determined so that the presence of periodic power components can be investigated. Although periodic power fluctuations reaching 10% of the rated power are registered, voltage variations are lower than the prescribed IEC flicker limit at steady-state operation. As the turbines are put on-line, the voltage level is lowered by 3%, which exceeds the flicker limit. The risk for flicker increases if the X/R ratio of the grid is low and if turbines which have a tendency to produce large periodic power fluctuations are used     

抑制分布式电源输出电压谐波的预测控制研究

微电网孤岛运行时,非线性负载和电力电子装置产生的谐波会造成损耗加大、变流器过载,危及系统安全稳定运行。针对具有LC滤波器的分布式电源,文章提出了将电压微分跟踪项和延迟补偿的有限集模型预测相结合的控制策略,用于降低输出电压谐波。首先阐述了逆变器预测模型的建模方法;然后设计了带电压微分跟踪项的有限集模型预测控制成本函数;最后通过建立仿真模型,验证了所提出的有限集模型预测控制策略具有较快的响应特性和鲁棒性,可以有效降低输出的谐波。     

微机在电热设备电磁兼容上的应用

交、直流电弧炉和晶闸管整流、变频、调压、调功装置产生的高次谐波，电弧炉和工频感应装置导致的负序电流和负序电压以及电弧炉产生的电压波动和闪变已严重影响到供电电网的正常运行。本文主要叙述电热设备电磁兼容（谐波、负序和闪变等）的有关数学模式以及作者用自行开发的电磁兼容软件在国内实际应用事例。     

影响风电场电能质量的因素研究

风电场并网时产生的电压波动和闪变、电压偏差以及谐波,直接影响电网运行的稳定性。本文以某风电场为例,探讨以上影响风电场电能质量的因素。通过对相关因素的阐述、计算及分析,结合国家标准规范,明确电场电能质量的分析评估方法。结果表明,风电并网前需进行电能质量评估,对相关参数进行详细计算,其结果必须满足国标要求,才可实现电网稳定运行。     

Power quality compensation using universal power quality conditioning system

The aim of this letter is to present a universal power quality conditioning system (UPQS) named after a unified power quality conditioner (UPQC), which is extended by adding a shunt active filter at the load side. Its main purpose is to compensate for supply voltage and load current imperfections, such as sags, swells, interruptions, imbalance, flicker, harmonics, reactive currents, and current unbalance. Converter and control analysis is presented together with results showing the UPQS modes of operation.     

Modeling and analysis of current harmonic distortion from grid connected PV inverters under different operating conditions

Due to the fast growth of photovoltaic (PV) installations, concerns are rising about the harmonic distortion generated from PV inverters. High current total harmonic distortion (THD) occurs when PV inverters operate under light load conditions due to low solar insolation. A general model modified from the conventional control structure diagram is introduced to analyze the harmonic formation process. Causes of the current harmonics are summarized and its relationship with output power levels is analyzed. The field measurement for current harmonics is carried out at the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) microgrid to validate the analysis results. In particular for two-stage inverter, unlike previous papers that assume the DC-link voltage is constant, the DC-link voltage ripple is identified as the source of a series of odd harmonics. A mew periodic time-varying model is proposed by including the DC-link voltage ripple into the conventional current control loop model. This model is able to simulate the characteristics of the harmonic components and show their dependence on the DC-link voltage ripple.     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

低压柔性直流微电网的电流互感器应用分析

  [目的]  低压柔性直流微电网是沟通储能、电动汽车等直流设备与中压直流配电网的桥梁。随着直流技术发展及越来越多直流设备接入电网,发展低压柔性直流微电网具有可行性、必要性。直流电流互感器是低压柔性直流微电网的重要组成部分。  [方法]  分析了典型的低压柔性直流微电网应用场景,对比了直流电流互感器,从可靠性、经济性角度分析了直流电流互感器的选型。  [结果]  该应用场景下精度要求高的支路保护、控制独立配置电流互感器,精度要求低的支路保护、控制共用电流互感器,当前技术水平下,推荐使用电阻分流器或巨磁电阻效应传感器。  [结论]  提出的当前低压直流电流互感器选型、应用分析是正确并有效的,同时也为其他应用场景提供了选型、配置建议。