可变频旋转变压器VFT的电网异步互联特性分析

在阐述VFT基本结构和基本原理的基础上,建立了VFT的数学模型,并采用Matlab工具对VFT接入交流联络线实现电网异步互联时的运行特性进行了仿真分析。分析的特性主要包括VFT装置对电网异步互联、传输功率稳定控制、故障隔离等方面的影响与作用。不同运行条件下VFT定转子电压、转子转速、转矩、传输功率等物理量的变化情况表明,VFT具有良好的异步互联特性。VFT装置对于电网异步互联提供了一种新的可供选择的方式。     

可变频旋转变压器VFT的电网异步互联特性分析

在阐述VFT基本结构和基本原理的基础上,建立了VFT的数学模型,并采用Matlab工具对VFT接入交流联络线实现电网异步互联时的运行特性进行了仿真分析.分析的特性主要包括VFT装置对电网异步互联、传输功率稳定控制、故障隔离等方面的影响与作用.不同运行条件下VFT定转子电压、转子转速、转矩、传输功率等物理量的变化情况表明,VFT具有良好的异步互联特性.VFT装置对于电网异步互联提供了一种新的可供选择的方式.     

基于变频变压器的异步联网和潮流控制

分析了变频变压器（variable frequency transformer,VFT）异步联网和控制潮流的基本原理,建立了VFT稳态运行时的数学模型,设计了VFT的转子转速控制器和传输功率控制器。然后,利用PSCAD／EMTDC软件,进行了VFT在传输功率跃变和短路故障下的仿真实验。仿真结果表明,VFT能够平稳地连接两个频率不同的异步电网,准确地控制电网间传输的潮流,并能够减轻一侧电网故障对另一侧电网的影响,是一种性能优良的异步联网装置,可以作为异步电网互联的另一种选择。     

异步互联系统准同步运行的HVDC附加控制建模及稳定性分析

异步互联系统调频资源和备用容量的分割使得频率稳定问题突出,利用高压直流输电系统的附加频率控制(AFC)可以实现异步互联系统调频备用共享,参与系统频率调控。文中以改善异步互联系统整体的调频性能和频率质量为目标,研究基于直流两侧电网频率差进行无差控制实现异步互联系统准同步运行的直流AFC对两侧电网频率稳定性的影响。利用换流站交直流系统的功率平衡关系建立较为精确的高压直流输电系统线性化模型,得到异步互联两区域系统的负荷频率控制模型,以此进行特征分析指导AFC参数设计。多场景仿真结果表明,准同步运行的直流AFC在使两侧电网趋于同频运行的同时,能够适应两侧电网的容量自动调节直流功率,有效改善全系统的频率稳定特性。     

可变频变压器数学模型及仿真分析

可变频变压器(variable frequency transformer,VFT)是一种概念新颖、性能优越的异步电网互联装置。文章简要介绍了VFT的基本结构和工作原理,建立了VFT的数学模型,推导了VFT传输功率与驱动转矩之间的函数关系,在此基础上提出了VFT的控制策略和数字仿真思路。通过PSCAD/EMTDC中的三相绕线式异步电机来表征VFT中的旋转变压器模型进行仿真试验,结果验证了数学模型的正确性以及控制策略和仿真模型的可行性,同时说明了采用VFT进行异步电网互联与HVDC相比的突出优势：调节平滑,具有更好的电压质量并且能够抑制故障,有较好的稳定性。     

可变频率变压器的最大功率传输控制策略

可变频率变压器（VFT）是一种能连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备,其可传输功率的容量是重要的性能指标。针对传统控制策略未考虑转差率增大可能导致转子绕组超过额定容量的问题,对不同的转差率和定子无功功率情况下定子有功功率最大值进行研究;详细研究了采用串联变换器的VFT系统运行特性;对不同转差率进行了详细的工况分析。推导出最优定子无功功率给定值与转差率、额定视在功率和实际吸收无功功率之间的数学关系,并提出了VFT的最大功率传输（MPT）控制策略;通过硬件在环实验平台验证提出的MPT控制策略的有效性。实验结果表明,所提MPT控制策略能有效提高VFT的可传输功率,实现VFT的最大功率传输。     

可变频变压器在风电并网中的应用

可变频变压器(Variable Frequency Transformer,VFT)是一种概念新颖、性能优越的异步电网互联装置,在我国风力发电迅速发展的同时,风电并网的难题一直存在,利用VFT技术进行风电并网的方式日益受到关注。介绍了VFT的数学模型及其主要特性和优点,并在PSCAD/EMTDC中建立了VFT与风电场的互联模型,进行了风电场的并网仿真实验,着重分析了VFT传输功率和隔离故障的作用,结果表明VFT的应用显著提高了风电场的电压稳定性和低电压穿越能力,可以在风电并网中发挥重要作用。     

考虑解耦功率优化分配的多端混合直流互联系统频率响应控制策略

基于多端直流输电将多个异步交流电网联接形成的直流互联系统受到广泛关注，异步互联系统频率响应控制是实现异步电网之间运行储备共享、发挥多端直流功率支援能力的重要手段。分析了基于经典下垂控制的频率响应控制模型结构及其频率电压互耦合特性。从控制结构、参数自适应变化、系统协调方法和功率优化分配等角度提出一种考虑解耦功率优化分配的多端混合直流互联系统频率响应控制策略，采用全局频率控制方案，并进一步建立功率优化分配模型来提高频率控制的经济性和低碳性。最后，仿真验证了在强、弱交流系统负载突变和换流站因故障退出运行等情况下直流互联系统的响应特性，所提策略能够消除耦合影响，换流站出力分配更为合理且能大幅提高弱交流系统的频率稳定性，能够为多端直流互联系统频率控制的进一步研究提供参考。     

直流互联异步电网的HVDC与AGC协同功率分配

通过HVDC连接区域电网使得系统中出现直流互联异步电网,造成区域电网之间相互支援能力减弱,文中针对区域电网出现功率扰动后的频率调整问题,提出HVDC与AGC协同功率分配方法.介绍了电力系统频率调整模型以及HVDC参与一次调频的控制策略,基于一致性算法设计HVDC与AGC协同功率分配的方法,在二次调频阶段考虑各机组与HV...     

世界第一台变频变压器

世界第一台变频变压器（VFT）已于2004年年底在加拿大蒙特利尔市的knglois变电站安装完工。VFT不同于传统的高压直流（HVDC）技术,它可以“即插即用”,可望解决输电的能流控制。安装在knglois变电站的VFT容量为100MW,功率因数0．9,可以连续运行,任意方向上的能流控制能力高达100MW,可以跨越异步系统边界传输电力。安装了这台VFT后,魁北克水电变电公司电网问的互联能力得到了加强。     

交直流微电网互联变流器控制策略

交直流混合微电网是未来智能电网的重要组成部分,文中给出了交直流混合微电网的典型拓扑和4种运行模式,并对每种运行模式的功率平衡关系进行了详细分析。针对低压交直流微电网中阻抗比通常较大的特点,设计了适合低压微电网的电压—有功功率控制策略。对交直流混合微电网中互联变流器的功率传输关系和控制作用进行了深入分析,提出了适用于交流微电网和直流微电网之间互联的新型控制策略。根据互联变流器直流侧电容在功率交换中的作用,推导了传输功率与两侧电压之间的函数关系。在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了仿真分析,结果表明,在混合微电网脱离大电网的情况下,互联变流器能够很好地维持交直流两侧功率平衡,保证了交直流两侧电压质量。     

两侧电网相位相对滑移时的相间功率控制器

研究了发生扰动时带相间功率控制器（IPC）联络线两侧电网间相位相对滑移和异步运行状态的问题。在揭示带IPC联络线电流“对侧占优”准则、论证相对滑移期间联络线电流能够得到有效控制的基础上，得出了对于带IPC联络线可以有条件地容许相位相对滑移与异步运行状态的结论，并指出纯交流条件下特殊形式的异步互联与直流异步互联有某种相似性。     

含风电的交直流互联电网自适应SPMC调频策略

大规模风电接入交直流互联电网,对自动发电控制（automatic generation control, AGC）的控制性能及调频能力提出了更高的要求。在风电参与电力系统调频的基础上,提出基于功率调制控制器(supplementary power modulation controller,SPMC)的区域间功率补偿策略。首先,考虑到高压直流输电（high voltage direct current, HVDC）环节过载率变化的弹性特征,提出一种同时考虑功率与频率变化的自适应动态SPMC策略,使其在参与系统调频时,能有效提升HVDC中功率调整的快速性;其次,在HVDC链路主动参与系统调频的基础上,考虑风电的不确定性,利用综合惯性控制改变风电输出功率,以进一步提升系统调频性能指标。仿真结果表明,所提策略的动态功率调制特性可以有效提升区域间功率传输的针对性,并提高电网调频效果。     

基于IPC模糊控制的互联电网联络线潮流控制研究

为了提高互联电网问联络线负荷的稳定性,提出了一种联络线传输功率和频率协调模糊控制方案。通过调节联络线两端发电机组对两侧电网频率差进行调整,调节相间功率控制器(IPC)元件参数调整联络线传输功率,对调节参数采用模糊逻辑控制。模拟通过IPC互联的东北-华北电网,对不同控制区域进行控制仿真。结果表明,在一侧发生小扰动时,另一侧电网和联络线功率几乎不受影响,在大扰动时,两侧系统能可靠实现同步运行。     

多区域电网一次调频能力分布对电网安全稳定运行的影响

阐述一次调频可以提高电网对突然负荷扰动的快速响应能力,但是随着多区域互联电网的发展,仅以电网局部区域为研究对象,提高其一次调频能力,难以满足电网的安全性和稳定性要求。在提出多区域电网一次调频能力分布概念的基础上,以各区域为研究对象,仿真分析各种一次调频能力分布对电网频率品质和联络线功率传输的影响。仿真结果表明,电网中各区域一次调频能力均匀分布是合理的分布形式。     

异步互联格局下川渝送端电网的频率稳定特性与控制策略

川渝电网与三华电网、西北电网异步互联后,大容量特高压直流输电系统(ultra high voltage direct current,UHVDC)一旦发生双极闭锁故障,会造成川渝送端电网的巨大功率盈余,导致系统频率急剧升高甚至诱发频率失稳、系统解列等重大安全事故。因此,迫切需要研究异步互联格局下,直流闭锁故障对川渝送端电网频率稳定的影响及其控制策略。该文基于异步互联后川渝送端电网2020年大方式运行数据,考虑送端系统一次调频特性,研究了任一回大容量特高压直流通道(向家坝—上海、宜宾—金华、锦屏—苏州、雅中—江西)发生单极闭锁或双极闭锁故障后川渝送端电网的频率稳定特性。为保障频率稳定,提出了相应的直流调制、稳控切机及协调控制等策略。仿真结果验证了所提稳定控制策略的有效性。     

互联电网一次调频特性研究

介绍了一次调频在电力系统中的作用,从原动机参与一次调频的角度出发,研究了机组一次调频及其投入状态与电网频率品质和联络线传输功率之间的关系,给出了不同一次调频分布下频率响应曲线与联络线功率变化图。结果表明,在合理选择机组的调频死区后,当各区域内机组的一次调频功能投入均匀时,既可以提高电网频率的品质,又可以缓解紧急事故下区域间互助和联络线过载之间的矛盾,改善电网运行的安全性和可靠性。     

风电场限功率状态下电网旋转备用优化分配

并网风电场参与电网调频且主动提供旋转备用是高渗透率电网的客观需求,而风电场限功率运行是风电参与调频的必要条件。定量分析了风电场限功率运行对二次调频指标及风电极限穿透功率的影响,认为风电场限功率运行能从调频备用容量以及调频速度两个方面减轻同步发电机的调频压力,同时增加了电网中风电的极限穿透功率。为研究风电场限功率运行下的二次旋转备用分配问题,建立了电网备用优化模型并构建了包含等值同步发电机及风机的动态等值模型,通过MATLAB/Simulink进行求解及仿真,优化及动态仿真结果均表明风电场处于限功率状态有利于增加电网频率稳定性并减少旋转备用。     

互联电网联网最优潮流模型及其算法

提出了考虑区域间传输断面交易功率约束的互联电网联网最优潮流模型及其算法。该模型中,以网损最小为目标函数,其约束条件中包含了系统的潮流约束、传输断面的有功功率约束以及系统各个变量的运行约束,由此不但可以满足区域断面之间的交易功率约束,而且能保证互联电网的优化运行。针对目前互联电网分层分区管理的特点,根据此最优潮流模型,采用母线撕裂法对互联电网进行切分,建立了相应的分解协调模型,并采用分解协调内点法求解,以进一步提高模型的求解效率。通过对4个测试算例的仿真分析,证明了文中所述模型及其算法的正确性及有效性。     

考虑电池储能仿真模型的一次调频特性评估

为更好地利用电池储能服务于电网调频,对电池储能的一次调频特性展开了评估.首先,构建了满足调频研究需求的磷酸铁锂电池仿真模型,并依据多组实验数据辨识了模型中的参数,同时分析了恒功率运行方式对参数的影响.其次,提出了控制电池储能动作时机与深度的关键参量,即为调频死区和单位调节功率,基于此设计了相应的调节模式,并提炼了调频特性评价指标.最后,依托长沙一湘潭两区域电网算例,仿真分析了关键参量对电池储能一次调频特性的影响,且定量分析了电池储能相比传统电源的高效程度.结果表明,相比调频死区,单位调节功率对电池储能调频特性的影响更为明显;若电池储能和传统电源的调频容量及单位调节功率均相同,前者无调频死区时高效25倍以上,前者的调频死区为后者近两倍时高效约12.5倍.