基于暂态功率特性调整无功电流的高电压穿越控制策略

传统的光伏并网逆变器高电压穿越控制策略以削减有功功率为代价提高无功输出,难以平衡网侧电流和直流母线电压、抑制故障切除后电流和电压突变带来的暂态冲击。在分析高电压暂态功率特性的基础上,提出一种维持有功功率输出不变、调整无功电流参考值的高电压穿越控制策略。首先,以小信号模型分析高电压暂态功率特性,得出高电压期间有功功率不变、网侧无功冗余是抑制电压恢复的关键;然后,依据电网电压骤升幅度给出一种估算无功电流参考值的方法;在此基础上,结合有功电流控制,讨论3种不同电网电压骤升幅度下并网逆变器的控制能力,分别给出相应的高电压控制策略;最后,仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

新能源低电压穿越无功电流对暂态电压安全约束的影响

新能源汇集系统常呈现弱电网特征,在故障过程中电压波动较大,新能源机组由于低电压和暂态过电压脱网的问题凸显.首先建立新能源汇集系统中新能源机端的电压电流关系,考虑低电压和暂态过电压安全约束,通过理论推导,给出新能源在低/高电压过程中输出无功电流应满足的约束条件.然后将新能源汇集系统按照短路比分类,针对不同短路比(shor...     

双馈异步风力发电机低高电压连锁故障暂态特性精确分析及穿越方案

双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)单一电压骤变故障穿越技术广受关注,而连锁故障同样对DFIG的不脱网连续运行带来严峻挑战。现有研究大多忽视了低高电压连锁故障中低电压阶段对后续电压骤升的影响,对连锁故障暂态过程进行详细推导,指出高电压阶段的转子感应电动势中存在着表征低电压阶段的影响量,这使得暂态冲击比单一故障情况更为严重,从而揭示了连锁故障与单一故障暂态特征的本质差异。在此基础上,给出一种基于转子暂态感应电动势抑制的低高电压连锁故障穿越方案。通过理论推导得到了定子电流微分能准确反映低高电压连锁故障各阶段转子暂态感应电动势这一规律,并给出了将其作为转子电压参考值补偿项来直接抑制暂态感应电动势的控制策略,一方面在通过快速抵消低电压阶段暂态感应电动势达到降低转子过电流的前提下,对电压骤升带来的暂态冲击起到抑制作用,另一方面有效限制了高电压阶段的转子电流,提高了整个连锁故障穿越性能。仿真验证了连锁故障暂态分析的正确性和穿越方案的有效性。     

具有不对称故障穿越能力逆变型新能源电源故障电流特性

新能源电源大规模接入电网背景下,电网故障特征发生根本性改变,电网继电保护正面临新挑战。由于新能源电源故障特性与其所用变换器控制紧密相关,而变换器具体采用的控制策略随生产厂家不同而不同,一般也不公开,所以这些因素使得揭示新能源电源短路电流特性成为难题。针对逆变型新能源电源(IIREG),提出了基于并网逆变器与直流卸荷电路协调控制的故障穿越策略,确保IIREG穿越不对称度100%的故障。以此为基础,分析逆变器控制策略与IIREG短路电流特性间关联规律,进一步从理论上推导出了不依赖逆变器控制结构及参数的IIREG稳态短路电流计算公式。最终,采用硬件在环实验,验证了所提故障穿越策略与IIREG稳态短路电流表达式的有效性和正确性,同时通过分析故障类型、位置及所接电网短路容量水平对IIREG故障电流特性的影响,揭示了IIREG与常规同步电机相比的差异。这为含IIREG电网继电保护适应性分析及配置整定研究提供理论支撑。     

DFIG高电压穿越暂态特性分析及控制策略改进

针对双馈感应发电机(DFIG)高电压穿越问题,本文详细分析了DFIG在电网电压骤升至恢复期间的磁链变化.在此基础上,从转子侧和电网侧分析了电压突升故障期间DFIG的瞬态特性;提出将前馈补偿分量添加到转子侧换流器功率外环来改进转子侧换流器的控制策略;为了抑制直流母线电压波动,对网侧换流器进行控制策略改进.仿真结果表明,改进控制策略显著降低了转子电流和直流母线电压的冲击幅度,大大提高了DFIG的瞬态响应.     

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。     

基于改进控制策略与动态无功支撑相结合的高电压穿越方法研究

针对双馈风力发电机高电压穿越问题,利用Laplace变换对电网电压骤升时电磁暂态过渡过程进行分析,得出定子电流不仅含有直流分量,还包含有工频交流成分,并通过仿真频谱验证了理论分析的正确性。不同于常规研究中只在转子电压方程考虑定子磁链的动态变化,而忽略了其对功率外环的影响,分析了定子磁链动态变化对有功、无功解耦的影响,在此基础上对功率外环进行传统矢量控制策略的改进。此外,考虑并网规范对机组无功电流支撑的要求,控制换流器输出与电网电压骤升幅度相匹配的无功电流,帮助故障电网快速恢复。仿真结果表明,该方案不仅能够保证电网电压骤升时双馈机组不脱网运行,而且也满足并网规范对机组无功电流输出的要求,实现高电压穿越。     

DFIG高电压穿越暂态特性分析及控制策略改进

为了研究双馈感应风力发电机(DFIG)的高电压穿越特性,以DFIG数学模型为基础,对基于无源阻尼保护下的DFIG暂态特性进行研究,采用求解状态方程特征根的方法分析了定转子故障分量随限流电阻阻值增加时的变化规律。基于无源阻尼控制能够有效抑制电网电压骤升时转子电流和电磁转矩的冲击,但由于定转子间耦合作用的加强,导致转子控制电压过高;为此,在无源阻尼保护的基础上对转子侧换流器进行控制策略改进,将反映电流耦合及定子磁链变化的附加量加入功率指令值,以减小转子电压。仿真结果验证了理论分析的正确性,基于无源阻尼与改进控制策略相结合的HVRT方式,在抑制转子过电流的同时并不以增加转子控制电压为代价,提高了DFIG的高电压穿越性能。     

风电接入对地区电网暂态电压稳定性的影响

随着风电迅速发展,风电场规模和单机容量越来越大,风电对接入的电网的影响不容忽视。而风资源丰富的地区大多电网不够强壮,加之风电自身故有的无功特性(吸收或者不发无功),风电接入对电网电压稳定性的影响显得尤为突出。对基于普通异步发电机的恒速风电机组构成的风电场与基于双馈感应发电机的变速恒频风电机组构成的风电场接入电网后的暂态电压稳定性,通过电力系统仿真软件DigSILENT并结合实际电网进行分析,给出风电场不同出力情况下的故障极限切除时间。关于静止无功补偿装置(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)对异步机风电场暂态电压稳定性的改善也进行了研究。     

电压不对称骤升下DFIG暂态特性及无功协调控制

针对双馈感应风力发电机(DFIG)电网电压不对称骤升故障,传统的研究大多集中于定子磁链暂态特性的分析,忽略了故障时间对DFIG的影响.以单相和两相不对称骤升故障为例,详细分析了DFIG在不同故障发生时刻的定子磁链暂态特性,并推导出对应的定子磁链和转子电压表达式.此外,DFIG一般运行在单位功率因数下,这忽略了其自身RS...     

双馈风电机组高电压穿越问题综述

针对现代电网规范要求风电机组必须具备故障穿越能力,研究了现代风电并网规范,给出各国高电压穿越准则并进行相应的比较分析.以当今最为流行的双馈风力发电机组为例,分析电网电压骤升时的暂态特性并综述现有的高电压穿越技术方案,从改进的控制策略和增加硬件电路两个方面进行阐述,指出高电压穿越技术未来的发展趋势.     

新能源混合储能提高高电压穿越能力研究

风电、光伏等新能源通常难以满足电压骤升时故障穿越性能要求,即不具备高电压穿越（high voltage ride through,HVRT）能力。本文采用由蓄电池与超级电容组成的混合储能系统（hybrid energy storage system,HESS）来提高新能源HVRT能力。在蓄电池换流器控制系统中采用无功优先控制策略,输出无功功率平抑母线电压波动。在超级电容换流器控制系统中采用功率前馈控制策略,利用其快速充放电特性,实现新能源HVRT过程中快速吸收直流侧不平衡能量,并研究蓄电池与超级电容在HVRT过程中协调控制策略。针对传统新能源储能HVRT以牺牲有功为代价提高无功输出问题,本文提出一种根据HVRT电压升高幅度估算无功电流参考值方法,在保证有功输出不变前提下提高新能源HVRT能力。MATLAB/Simulink仿真结果表明,本文方案可以使含有HESS的新能源系统具备HVRT能力。     

基于故障暂态电压的故障选相算法的研究

讨论了各种故障类型下的高频暂态电压的特征,提出一种利用小波变换的暂态电压选相新算法.该算法利用暂态电压模分量的小波模极大值和各相电压的李氏指数值,从而可以实现可靠选相.对某典型的500 kV线路进行了仿真,结果表明,该算法在各种故障条件下均能准确、快速地选相.     

基于故障暂态电压的故障选相算法的研究

讨论了各种故障类型下的高频暂态电压的特征,提出一种利用小波变换的暂态电压选相新算法。该算法利用暂态电压模分量的小波模极大值和各相电压的李氏指数值,从而可以实现可靠选相。对某典型的500kV线路进行了仿真,结果表明,该算法在各种故障条件下均能准确、快速地选相。     

复合光缆地线故障暂态电流和电压分布计算与分析

故障电流和故障电压的准确计算是复合光缆地线系统热稳定校验和地线绝缘间隙选择的基础。为此建立基于相参数法的计算模型,研究一段有限长的线路,针对线路单相对地短路故障,考虑地线和相导线之间的互感的影响,利用仿真软件定量讨论了当线路在不同地点发生故障时,OPGW上的暂态电流和电压的幅值、持续时间和影响范围。结果表明:OPGW上的暂态电流峰值和暂态电压峰值分别为稳态电流峰值和稳态电压峰值的1.3～1.7倍和1.1～1.6倍;暂态过程持续0.04～0.08s;故障点两侧约8km内出现较大的暂态电流和暂态电压。     

提高系统暂态稳定性的柔性直流受端电网故障穿越策略整定

随着大容量柔性直流输电技术日趋成熟,其在大电网中的应用愈发广泛。充分利用柔性直流灵活、快速的调节性能,设计合理的控制策略,有利于提升系统的安全稳定特性。文中重点针对柔性直流的交流故障穿越策略,利用扩展等面积法则(EEAC)分析了其影响系统暂态稳定性的机理。提出一种提高系统暂态稳定性的故障穿越策略工程优化整定方法。通过优化柔直在故障穿越期间的无功控制目标、低穿电压阈值、故障穿越期间的有功和无功电流限值以及故障穿越的恢复电压阈值,可显著提升柔性直流接入系统的暂态稳定特性。在规划系统仿真中验证了所提方法的有效性,可为实际柔性直流接入系统的控制策略优化及方式安排提供技术支撑。     

具有低电压穿越能力的双馈风电机组故障暂态特性分析

对目前广泛应用的双馈风电机组来说,其故障电磁暂态特性相对较复杂,不仅与发电机本身暂态特性有关,也与变换器相关控制与保护策略密切联系。已有双馈风电机组故障特性的分析多数基于较多假设条件,不足以全面评估和认识大量风电接入对电网故障特性的影响。基于典型并网控制和低电压穿越控制策略,在理论上推导了故障初始阶段Crowbar投入、故障发生一段时间后Crowbar切除且转子变换器控制作用以及故障期间Crowbar始终未投入等情况下双馈发电机的短路电流计算公式。同时,从定量仿真分析角度揭示了双馈风力发电机组在故障发生、切除全过程中的暂态响应特性。所得研究结论将能为大规模风电接入电网后现有保护适应性分析及其新原理研究提供较好的理论支撑。     

改变风电场接入阻抗对电压暂态特性影响的研究

对风电场接入地区电网后的电压暂态稳定性进行了仿真研究.首先分析了电压暂态稳定的相关理论,通过实际电网的仿真计算研究了风电场接入地区电网对电压稳定性的影响,通过改变风电场接入系统的阻抗值,比较了系统电压暂态稳定性的程度,并得出地区电网在风电接入后的电压稳定性状况.仿真模型采用实际电网模型,对实际电网研究风电接入后的电压稳定性具有一定借鉴意义.     

电网故障下光伏并网低压故障穿越控制策略的研究

电网发生故障或扰动可能造成光伏并网点电压跌落,严重影响电力系统的安全运行,光伏发电站有必要具备在电压跌落范围和时间内保证不脱网运行的能力。提出一种基于无功补偿的光伏并网低压穿越控制策略。该方法在检测到电压跌落时,通过断开外部电压环路将双闭环控制模式更改为单电流环路操作模式,采用改进后的无功补偿控制策略防止逆变器产生过电流,为电网电压提供无功补偿,较好实现不脱网运行。最后利用Matlab / Simulink软件比较和分析低压穿越控制策略前后的相关参数。仿真结果表明,改进的控制策略可以有效地抑制逆变器输出电流的增加,并且能提供无功功率来支持电网电压,以在电网电压骤降期间实现低压穿越。     

继电保护装置用微型电流—电压变换器暂态特性分析

微型电流—电压变换器由于原理上的优点,在微机继电保护装置中得到了广泛的应用。微型电流—电压变换器具有磁芯,在短路电流的暂态过程中,磁性元件性能的非线性,影响微型电流—电压变换器的传变性能,使之传递信息不准确,波形畸变,继电保护装置会发生错误的动作,影响装置工作的可靠性。分析研究微型电流—电压变换器在暂态条件下的特性,对改进和合理使用微型电流—电压变换器,提高继电保护装置的工作可靠性很有意义。