基于MMC闭锁与负直流电压无闭锁的综合直流故障限流策略

基于模块化多电平换流器（MMC）的柔性直流电网存在抗直流故障扰动能力弱的问题。为此,在无闭锁和闭锁限流的基础上,提出了一种适用于柔性直流电网的无闭锁与闭锁的综合直流故障限流策略。故障发生后,各换流站首先根据直流侧出口电流进行基于负直流电压控制的无闭锁限流,若某换流站由于无闭锁降压限流失效而发生过流,则主动将该换流站闭锁。故障消失或隔离后,无闭锁换流站第一时间恢复正常工作模式,而无须等待重启过程较长的闭锁换流站,以尽量减小系统功率损失。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提综合直流故障限流策略可快速阻断故障电流,并兼顾限流过程的安全性和快速性,最大限度保证系统功率传输,提高了直流电网的抗故障扰动能力。     

直流微电网DAB变换器和直流固态变压器的非线性控制策略

直流微电网中,当双有源全桥(DAB)变换器及直流固态变压器(DCSST)带恒功率负载运行时,恒功率负载负阻抗特性会对系统的稳定性造成不良影响。文中提出了一种基于非线性扰动观测器及反步控制的新型复合带恒功率负载直流变换器控制策略,推导得出DAB变换器和DCSST数学模型的布鲁诺夫斯基标准型,采用基于非线性扰动观测器的大信号非线性扰动估计方法作为前馈补偿提高输出电压调节的准确性,结合反步控制方法保证DAB变换器和DCSST在大信号扰动下的稳定性。实验结果表明,所提出的控制方法既能在大信号扰动下保证DAB变换器和DCSST的稳定性,又能在不同工况下保证快速动态响应和准确的电压跟踪。     

面向光伏用户群的多主体分级电压调控方法

分布式光伏的大规模接入引起配电网电压越限问题。光伏作为新型调压主体,其自主性及多主体交互耦合增加了配电网调压的难度。因此,文中提出面向光伏用户群的多主体分级电压调控方法。首先,根据光伏的调压容量与电压支撑度建立分级模型。然后,在分级基础上利用主从博弈模型研究配电网调压过程中多主体之间的交互耦合特性：配电网运营商作为主侧,在保证电网安全稳定运行下分级设定调压补偿电价;光伏用户作为从侧,跟随调压补偿电价以调压收益最大为目标来优化无功调节策略。最后,通过仿真分析证明了所提方法能够有效解决电压越限问题并提高光伏用户收益。     

光伏高渗透率下分布式储能群间协同的电压控制策略

针对分布式光伏高渗透率接入配电网后引起的节点电压越限问题,提出一种基于集群划分的储能调压控制策略。该策略包含配电网集群划分和分布式储能调压控制策略两部分。首先,通过改进的模块度指标对配电网进行集群划分;然后,在计及储能功率与荷电状态（SOC）的前提下,构建储能优化调压数学模型,根据越限电压的节点所在集群所需总功率对集群内储能进行分配,确定分布式储能运行收益最大时的储能时序动作功率;最后,分析不同方案下电压的波动性、配电网网损和储能运行经济性。通过两种方案对比表明,所提策略对应的方案不仅有效控制了节点电压、减少了网损,而且取得了良好的经济性。     

考虑通信缺失情景的光伏集群分散式电压控制方法

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及当前电力通信网络难以实现对接入光伏集中控制的现状,提出了一种光伏集群分散式电压控制方法。根据预测数据对配电网进行集群划分,采用集群间的协调控制策略,以电压越限量和网络损耗加权值最小为优化目标,基于交替方向乘子法进行优化计算。在集群间通信缺失的情景下,基于无功-电压控制曲线自主调节分布式电源逆变器的无功输出,即通过集群内的电压控制策略解决通信中断时发生电压越限的问题。以IEEE 33节点配电系统为例进行仿真分析,结果表明所提控制方法不仅对改善电压分布不均、降低网损、减轻控制器的计算负担具有积极的作用,还能在通信缺失的情景下具有良好的控制效果。     

考虑机网动态交互作用的光伏场群等值建模

光伏场群等值建模是研究新能源电力系统动态特性的基础。提出了综合考虑光伏电源自身动态以及机网动态交互作用的光伏场群等值建模策略。基于电力系统微分代数方程,讨论了光伏电源与电力系统间的动态交互作用,强调了光伏场站端口电压是机网交互的关键因素。仿真分析了不同电压跌落程度下光伏电源的动态,指出变流器控制策略是影响光伏电源自身动态的主导因素。基于此,进一步提出了考虑机网交互作用的光伏场群动态分群方法及建模流程。最后通过仿真算例表明,与现有仅基于光伏电源自身动态的分群方法相比,进一步考虑机网交互作用可显著提高光伏场群的等值建模精度。     

三相光伏并网逆变器的零电压穿越策略

零电压穿越(ZVRT)是光伏并网逆变器需满足的一项关键指标。提出了一种ZVRT控制策略,它利用一种新型电网电压锁相方法,确保电网电压为零的一段时间内稳定地提供控制所需要的相位,并且运用比例谐振(PR)解耦控制器完成电流控制。通过实验证明了所提出的控制策略具备良好的ZVRT能力。     

柔性互联配电网换流器控制模式平滑切换策略

电流矢量控制与功率同步控制是广泛应用于柔性互联配电网中电压源换流器的2种控制模式。由于运行原理和运行特性不同,大多数传统换流器只配备一种控制模式,导致在交流电网强度变化时其运行灵活性受到限制,并在极端事故下可能带来严重问题。为扩大换流器在柔性互联配电网中的运行范围和增强其运行灵活性,首先对比了电流矢量控制和功率同步控制在不同交流电网强度下的稳定性,并分析了2种控制模式间切换的必要性。然后,考虑到事故下和事故恢复中交流电网强度变化的完整过程,提出了一种电流矢量控制与功率同步控制的平滑切换策略,并通过在功率同步环增加功率前馈环节,进一步削弱了系统强度变化造成的扰动。最后,以PSCAD/EMTDC中搭建的双端柔性互联系统为例,验证了所提策略的有效性。     

混合式直流故障限流器改进拓扑及其参数设计方法

故障限流器可以有效保障设备安全和柔性直流电网的可靠故障穿越,是柔性直流电网故障处理的核心技术之一。为消除传统限流电感对系统暂态响应速度及运行稳定性的不利影响,提出一种基于电感电阻混合拓扑结构的新型混合式直流故障限流器,在系统发生故障后以电感与电阻并联的方式实现故障限流。与现有的直流故障限流器相比,所提混合式直流故障限流器有效减少了拓扑中的晶闸管数量,造价成本大幅降低。同时小信号模型分析表明,电感两端并联的电阻能够有效消除限流电感对系统暂态响应和稳定运行的不利影响。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了四端环状柔性直流电网,充分验证了所提方法在保障限流效果的基础上能够有效改善系统的运行稳定性。     

考虑电压故障类型的光伏逆变器低电压穿越控制策略

在传统光伏逆变器低电压穿越(LVRT)控制技术的基础上,提出一种根据电压故障类型进行无功功率输出的可实现柔性电压支撑的LVRT控制策略。基于瞬时功率理论,对αβ坐标系下的功率、电流关系进行了分析;基于上述理论分析,提出一种基于电压正、负序分量加权分配的无功补偿策略,该策略根据不同的电压故障类型,通过调整分配因子生成相应的无功电流参考指令来实现提升三相电压有效值、降低公共点电压三相不平衡度等目标的电压支撑功能;在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了三相对称故障、单相短路接地故障和两相短路接地故障的仿真实验,仿真结果验证了所提策略的正确性。     

A novel low voltage ride through strategyfor cascaded power electronic transformer

In view of the operating characteristics for voltage sags of AC side of the power electronic transformer(PET), a lowvoltage ride through(LVRT) strategy adapted to bidirectional power exchange of PET is proposed for the purposes of maintaining the system stability, assisting the system voltage recovery and protecting PET safety. During the asymmetric voltage sag, the negative sequence current of PET is eliminated to ensure the symmetry of the injected current. According to the degree of positive sequence voltage sag, the reactive current injection is provided to assist in voltage recovery. According to the PET active power condition before the voltage sag, the level and direction of which are maintained as far as possible without exceeding the limit, for which the disturbance to the AC and DC grids is reduced. Finally, the effectiveness of the proposed LVRT strategy is verified by simulation model.     

不对称故障下低电压穿越的多目标解耦控制策略

在传统不对称故障低电压穿越控制中,囿于控制自由度有限,并网逆变器控制存在输出电流负序分量和直流侧电压二倍频波动抑制两个目标无法同时实现的问题。针对该问题,本文提出了一种不对称故障下两级式光伏并网系统低电压穿越的多目标解耦控制策略。该策略将逆变器的控制目标设置为输出电流负序分量抑制,给出了综合考虑逆变器输出电流限幅和无功输出需求的逆变器电流内环控制参考值计算方法;通过双向Buck-Boost变换器将超级电容接入直流母线电容两端维持其电压稳定,并将直流侧电压二倍频波动转移至超级电容输入侧进行抑制。仿真结果表明,在所提控制策略下逆变器三相间的不平衡度降低,输出电流畸变得到改善,直流侧电压二倍频波动相比传统控制方法明显减小。     

风力发电机组低电压穿越的控制策略

针对风力发电机组并网后出现的电网电压跌落状况,分析了风力机组运行特性,建立了飞轮储能单元数学模型.提出了一种新的低电压穿越控制策略,即低电压穿越协调控制策略.基于PSCAD/EMTDC对电网电压不同深度跌落的2个算例进行仿真,其结果验证了该控制策略的有效性和正确性.     

多端口分布式光伏接入直流配电系统整体故障穿越协调控制

因新能源渗透率高,多端口光伏分布式接入直流配电系统在并网换流器交流送出线路发生故障时应具备故障穿越的能力.然而,并网换流器与光伏直流变压器的容量、控制方式不同,即使两者在故障穿越期间可以相互高速通信协调,但是由于不同换流设备功率调节响应存在差异,直流母线电压容易发生较大波动,进而导致整个系统脱网.为此,提出了基于光伏端...     

混合储能提高光伏低电压穿越控制策略的研究

低电压穿越(Low-Voltage Ride Through,LVRT)是影响光伏并网发电系统稳定运行的重要因素.针对这一现状,文中提出了一种混合储能(Hybrid Energy Storage System,HESS)的控制策略来解决,HESS由蓄电池储能系统(Battery Energy Storage Syste...     

基于LabVIEW的光伏逆变器低电压穿越检测方法研究

低电压穿越(LVRT)能力作为并网光伏逆变器的一项重要能力,关系到整个电网系统的稳定。针对低电压穿越标准要求,设计了一种基于LabVIEW的光伏逆变器LVRT检测系统,设计了专用检测试验平台;通过解析测试标准要求,研究基于测试数据计算基波正序线电压有效值、无功电流等重要参数的方法;利用LabVIEW软件开发自动化低电压穿越检测软件,可实现光伏逆变器LVRT测试过程中交流侧各项参数指标的检测分析和测试结果评估。在此专用检测平台上测试了某光伏并网逆变器的LVRT能力,结果表明此系统自动化程度高、可扩展性强,检测能力满足要求。     

双馈风电机组的低电压穿越影响因素分析

随着风力发电量的急剧增加,近年对DFIG低电压穿越保护方案的研究文献甚多,对系统自身低电压穿越能力的影响因素报道却很少。通过DFIG的数学模型,在Matlab/Simulink中建立并网仿真模型,通过仿真探讨了网侧变频器最大限值电流和控制网测变频器不同无功补偿时刻对DFIG低电压穿越能力影响,仿真结果表明合理的限流值能稳定直流侧母线电压,而及时控制网侧变频器进行无功补偿则能减少DFIG系统的暂态振荡,这两方面都直接或间接地改善了系统的LVRT能力。     

双馈风电机组低电压穿越控制策略的研究

阐述了双馈式风电机组输入输出反馈线性化的控制原理和动态数学模型(包含变换器),用输入输出反馈线性化的非线性控制方法设计出新型的低电压穿越控制策略,并利用修改的WSCC-9节点系统对所设计的控制策略进行了仿真实验.实验结果表明,所设计的控制策略明显优于传统的矢量控制策略,增强了风电机组的低电压穿越能力,提高了风机并网点电...     

低压穿越工况对大型DFIG绕组绝缘老化的影响*

为了研究低压穿越对1.5 MW双馈感应式风力发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)绝缘老化的影响和使绕组绝缘性能降低的因素,文章对电老化、热老化和机械应力老化模型进行分析。综合PSCAD和Ansoft仿真得到的低压穿越过程中电流、电压、转速等物理量的变化,以及不同低穿程度下发电机铁耗和铜耗反映出的铁芯和绕组的生热情况,利用老化模型判断低压穿越对绕组的绝缘性能产生的影响,进而分析其对匝间短路的影响。分析结果表明,低压穿越会对绕组绝缘性能产生恶劣影响,极有可能造成发电机匝间短路故障或者使故障恶化。