基于独立随机矢量协方差特性的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于独立随机矢量协方差特性的用于估计系统侧谐波阻抗及用户谐波电压发射水平的新方法。根据公共耦合点处谐波电流与系统背景谐波只有弱的联系,利用随机矢量协方差特性抵消偏差量方程中背景谐波变动项,解得系统侧谐波阻抗,并跟踪计算用户谐波电压发射水平。根据模式识别向量相似度原理提出影响因子,用于判别背景谐波变动对估计结果的影响程度。通过对实验电路的仿真和现场测试案例的分析,证明了该方法能有效抑制背景谐波变动带来的估计误差,估计结果更为合理。     

基于低电压穿越评估的永磁直驱机组风电场无功优化

为了提高永磁直驱机组风电场低电压穿越能力,提出了一种风电场优化无功出力控制方法.首先分析了风电机组无功和并网能力评价指标,提出风电机组低压穿越能力评价方法;然后综合考虑风电机组的运行状况以及无功输出能力,对风电场中的每台机组的低电压穿越能力进行评估,根据评估的结果分配每台机组的无功出力.仿真结果表明了该无功优化方法的可...     

计及风电场侧谐波阻抗影响的谐波发射水平评估

风机滤波器和无功补偿装置导致风电场侧谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗,因此在计算风电场侧谐波电压发射值时,不可忽略风电场侧谐波阻抗的影响。提出一种基于改进复线性回归方程的风电场谐波发射水平评估方法。从公共连接点(PCC)谐波电压中分解出与回归方程系数无关的风电场谐波电流分量,据此建立复线性回归方程,采用复最小二乘法计算系统侧谐波阻抗,计及风电场侧谐波阻抗计算风电场侧谐波发射水平。针对风电场集电网络拓扑结构的多变性,提出一种集电网络聚合等值方法,将混联结构的集电网络聚合为T形结构的网络计算风电场侧谐波阻抗,并利用分散参数的误差边际效应对误差进行分析。仿真和实测数据验证了所提方法的有效性。     

基于聚类分析的直驱永磁风电场动态等值研究

目前针对直驱永磁风电场动态等值的研究相对较少,尤其是在分群时甚少考虑到机组受到扰动后的状态。参照双馈风电场"两维两机"的动态等值思路,探究了稳态维的机组原始功率和暂态维的机端电压跌落幅度对直驱永磁机组网侧控制器电流限幅环节动作时间的影响,限幅环节的动作将影响机组的有功动态特性,提出了用以上"两维"快速估算动作时间,再根据该时间聚类结果进行分群的动态等值方法。最后在仿真算例中比较了风电场分别以详细模型和等值模型表示时的动态响应,检验了动态等值前后全系统的小干扰稳定性和暂态稳定性是否发生变化,证明了该等值方法的有效性。     

基于直驱式永磁同步发电机组的风电场动态建模

根据某大型风电基地200 MW标准直驱机组风场的电气参数和出力数据,利用风机功率曲线求取等效风速,按照单机法思想建立了直驱式永磁机组风电场的单机聚合模型。运用DIgSILENT PowerFactory软件建模仿真,与详细风场模型、多机法聚合模型进行了对比,探讨了模型的可行性。此外,分析了风场集电线路对聚合模型精度的影响,并提出了单机聚合法的适用性和建模过程中集电线路的取舍原则。     

永磁直驱型风电场的并网仿真研究

为了研究风电并网对接入点电网电压的影响,以永磁直驱风力发电机组为研究对象,在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立基于实际运行数据的永磁直驱风电机组仿真模型,并进行风电场等值建模。利用BPA和PSCAD/EMTDC软件建立福建省某区域电网的等值模型,对大规模风电接入区域电网引起的电网电压稳态和暂态过程进行分析。得出结论:永磁直驱风电场能够对输出的功率和无功功率进行控制,当风电并网系统输电线路中的电阻不能忽略时,风电场出口电压会产生正偏差。最后提出在直驱型风电场集中的地区建立一个以功率和无功功率为调控量、以维持电压稳定为目标的风电汇集线路电网电压自动控制系统的建议。     

基于永磁直驱风电机组的风电场电压控制问题分析

针对基于永磁直驱风电机组的风电场无功功率/电压控制问题,研究了国内外并网规程关于无功功率平衡/电压控制方面的技术要求,并结合永磁直驱风电机组单机的无功功率调节性能和工作经验,探讨了风电场/风电机组无功功率/电压控制与管理方面存在的一些问题。最后提出了一种风电场无功功率/电压管理技术方案,不仅解决了风电场电压控制现有的技术问题,而且可以为风电场运营商带来一定的经济效益。     

永磁直驱风电机组的风电场动态等效方法

针对风电场内不同机组处风速分布不均匀问题,提出了一种适用于永磁直驱变速机组风电场动态等效的多机表征方法。该方法根据机组位置进行聚类得到等效机组,结合尾流效应与自然风的空间分布特性计算等效机组轮毂高度处的风速,采用传递函数表征机组变速调节特性和电流控制电流源等效模拟双PWM背靠背变流器的控制特性,从而建立了大型风电场的多机动态模型。算例仿真表明,该模型能够反映风电场输出有功、无功和PCC点电压的动态特性。     

含直驱永磁风电场的配电网广义负荷建模

以可再生能源为主的分布式电源大量、分散接入配电网,传统的负荷模型已无法描述含分布式电源的广义负荷动态特性。针对这一现状,在现有直驱永磁风电机组通用模型的基础上忽略其机械环节,提出直驱永磁风电机组的简化模型。采用综合粒子群方法和Levenberg-Marquardt方法的优化算法,对直驱永磁风电机组简化模型的参数进行了辨识,并针对不同扰动进行了模型适应性分析。在此基础上,将所提风电机组简化模型与传统负荷并联作为广义负荷的模型结构。基于轨迹灵敏度方法,分析了参数的可辨识性及辨识难易度。通过算例,给出了广义负荷在不同电压跌落程度、不同风电接入比例下的参数辨识结果,讨论了配电网等值参数对辨识结果的影响,说明了采用所述建模方法的可行性。     

永磁直驱同步风电场多机动态等值模型

以提高仿真效率为目的,建立了一种适用于永磁直驱同步电机风电场的多机动态等值模型。该模型在同调等值法的基础上,选择能综合反映风电机组运行状态的变量矩阵作为分群指标,通过模糊聚类算法对指标矩阵进行处理,将具有相近运行点的风电机组划分到同一机群。并用一台风电机组并联一个电流源组成等值机组表征该机群,最后通过多个表征机群的等值机组的组合建立了风电场动态等值模型。在此基础上,利用电力系统电磁暂态ATP/EMTP软件平台进行实例仿真,仿真结果验证了该等值模型的有效性。     

基于轨迹灵敏度分析的永磁直驱风电场等值模型参数辨识

大规模风电场接入电网对电力系统稳定性具有重大影响。为提高仿真速度,研究风电场等值模型具有十分重要的意义。针对传统聚合方法无法解决风电场长期运行过程中产生的参数变化问题以及厂家将控制系统参数作为商业机密问题,该文基于风电场公共并网点相量测量单元数据建立了永磁直驱风电场详细动态等值模型与初始化方法,分析参数的轨迹灵敏度,提出了对高灵敏度且时变参数以及高灵敏度控制系统参数采用改进的基因学习粒子群(GLPSO)混合算法进行参数辨识,其他参数固定为聚合值或典型值的策略。分析了不同风速、尾流效应、部分风机离线、风速未知情形下,等值模型的鲁棒性与适应性。仿真算例表明,所提出的参数辨识方法能够提高全局寻优能力。     

直驱永磁风电场并网运行的小干扰稳定性分析

为了研究直驱永磁风电场并网后对电力系统小干扰稳定性的影响,建立了直驱永磁同步风力发电机组的数学模型,采用特征值分析法,以无穷大系统和IEEE3机9节点系统为例进行分析,并且对系统小干扰稳定裕度进行了讨论。算例分析表明:当风电场出力增加时,与风电场强相关的振荡模式的阻尼比呈现出减小的趋势,对与系统中同步发电机组强相关的振荡模式影响不大,当风电场出力增加到一定程度时,系统小干扰不稳定。最后,通过李雅普诺夫直接法验证了结论。     

基于改进Madaline网络的谐波发射水平估计

为了在公共连接点合理估计系统及用户的谐波发射水平以更好地控制公用电网中的谐波污染,提出了一种基于改进Madaline神经网络的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估计方法:利用在公共连接点同步测量得到的谐波电压和谐波电流信号,通过改进Madaline网络中的输入层到输出单元的连接权函数,减小了奇异值对连接权的残差平方和的影响,使其具有了良好的稳健性能,并由此映射出系统谐波阻抗,跟踪计算用户的谐波发射水平。通过对实验电路的仿真以及实际工程实测数据的分析验证了该方法的有效性。     

织机直驱永磁电机转矩特性分析

传统织机多采用异步电机加皮带轮、刹车盘等中间传动单元,存在传动效率低、磨损大等缺点;而采用永磁直驱系统,可省去中间传动单元,降低能耗.织机永磁电机直驱后,会带来转矩脉动大,影响织布优品率及织布效率问题,因此通过对比永磁电机不同极槽配合方案,分析不均匀气隙开弧形槽、斜槽,改善了输出转矩特性,并通过样机试验验证了设计的可行性.     

直驱永磁风力发电系统并网特性研究

随着大规模风电机组的并网运行,风电机组或电网故障导致风机脱网的情况时有发生,这主要是由于对风电系统的并网运行特性没有深入的研究,而针对电网故障情况下的运行特性研究则更加薄弱。对使用背靠背全功率变流器的直驱永磁风电系统的综合控制策略进行了研究,并针对风速变化以及不同电网电压跌落情况下的响应情况进行分析。根据仿真结果可以看出,机组有着较好的动态响应,在风速大范围连续波动状态下有相对稳定的输出,且在系统发生故障后亦能够较快地恢复稳定,从而实现低电压穿越,保证风机的稳定并网运行。     

基于直驱永磁同步发电机并网风电场参与电力系统电压控制的调整

运用连续潮流计算的PU曲线法,对基于直驱永磁风力发电机(D-PMSG)并网风电场参与电力系统电压控制调整进行了研究。针对风电接入地区电网电压出现偏高或偏低的运行工况,通过调整D-PMSG网侧变频器的不同控制策略,使D-PMSG并网风电场发出或吸收一定的无功功率,最终使风电接入地区的电网电压在允许的偏差范围内,符合电网的相应规程。通过对新疆某地区电网进行仿真计算,根据绘制的D-PMSG构成的风电场参与电网电压调整控制前和控制后风电场升压站、公共接入点及地区电网重要变电站的PU曲线结果表明:通过调整D-PMSG风电场的控制策略,能有效改善含风电地区电网的静态电压稳定问题。     

永磁式直驱机组风电场对电力系统暂态稳定性的影响

研究了采用直驱风机的大规模风电场接入对电力系统暂态稳定性的影响。从理论上分析了直驱风机的变流器对风机特性影响的机理;基于直驱风机风场的数学模型,计算了故障后以故障临界切除时间表征的系统暂态稳定性;通过仿真计算,揭示了直驱风机和同步机对电网稳定性的影响,验证了理论分析结果。得出结论为直驱机组风电场的接入可能增强也可能削弱所接入系统的稳定性,主要取决于输出功率,但影响程度比同步机小。     

永磁直驱风机改进低电压穿越协调控制策略

电网不对称故障发生后,采用已有的平衡控制策略,在维持并网有功稳定输出的同时无法消除直流侧电压的两倍工频谐波,且难以保证并网电流处于安全范围内。为此提出一种适用于永磁直驱风机的改进低电压穿越协调控制策略。该策略在低压暂态期间利用机侧变流器追踪并网输出有功,确保直流侧两端功率基本平衡;通过在直流侧增加电压前馈控制环节,抑制了直流侧电压波动;利用电压跌落因子修正网侧变流器电流参考指令,防止并网电流越限。仿真结果表明,该策略在维持并网有功稳定输出下,较好地抑制了直流侧电压波动,同时降低了并网电流幅值,提高了机组的低电压穿越能力。     

永磁直驱风机风电场并网电压稳定性及其无功补偿分析

针对风电场并网容量的逐年增长对电力系统稳定性产生的影响,以及大规模风电场接入局部电网带来的电压稳定问题,建立了永磁直驱风机风电场并入交流电网的电磁暂态等值模型,分别从静态和动态角度分析了并网点短路比、联络线等效电阻与电抗比值(XL/RL)对并网点电压稳定性的影响,并采用机端并入并联电容器和并网点并入STATCOM方式进...     

直驱风电场经柔直并网诱发的次同步振荡特性

直驱风电场与柔直换流站构成的电力电子化输电系统可能存在次同步振荡的风险。为抑制该类振荡,该文采用小干扰建模方法,建立考虑MMC内部动态过程、锁相环动态过程的整体线性化数学模型。基于根轨迹方法,分析有功功率、控制器参数、等效电阻对系统稳定性的影响,并给出次同步振荡模态的主导参与变量和参与因子。结果表明,次同步振荡特征根主要与MMC和风电场的q轴参数有关,适当增加线路电阻能提高系统的稳定性。在此结论的基础上,提出在MMC外环控制器中加入串联虚拟电阻的阻尼控制策略,研究阻尼控制器参数对系统稳定性的影响,并给出参数的稳定域,电磁暂态仿真验证该文建模和阻尼控制策略的正确性。