基于模块化多电平换流器并联方案的大容量海上风电机组并网一体化测试装置参数设计及验证

采用基于半桥子模块的模块化多电平换流器并联的系统构成测试装置,对大容量海上风电机组进行并网一体化集成测试。详细阐述了大容量一体化测试装置一次设计原理及参数选择,采用电力电子技术模拟低/高电压故障,通过分相V/F控制输出由基准电压、基频电压差值、谐波指令电压三者合成的电压信号,实现输出可调的交流电压幅值、相位和频率。PSCAD/EMTDC仿真计算结果表明,该系统能够满足高/低电压穿越、电压不平衡、频率偏差、谐波输出、电压波动等多项并网适应性一体化的测试试验需求。     

直流输电比例-积分控制器的参数优化

提出了用于直流控制器比例一积分(proportional plus integral,PI)参数寻优的一种系统化方法。首先根据Bode图求出满足系统稳定性要求的PI参数范围;再对该参数范围按一定步长进行划分,得到有限组PI参数以构成PI参数寻优的样本集;对应每一个样本参数仿真计算控制器的阶跃响应, 并按时间乘绝对误差积分(integral of time multiplied by the absolute value of error,ITAE)准则计算目标函数值;取对应 ITAE目标函数值最小的样本参数为最优PI参数。找到的最优PI参数在工程上可近似认为是全局最优的。根据该方法设计了葛洲坝-南桥直流输电工程中的PI控制器,并通过仿真验证了其有效性。     

储能与间歇式DG的容量配比关系以及实用估算方法

随着分布式电源在配电网中渗透率逐步提高,其间歇性和波动性等特点给电网带来了一定的冲击。储能是解决间歇式分布式电源（DG）接入问题的关键,现有的研究尚未明确储能与DG的容量配比关系。基于DG频谱分析结果对平滑输出场景下储能DG容量配比问题展开了研究,并提出了一种实用的储能容量配置估算方法。首先,介绍了储能容量优化的原理和算法。其次,利用某地各项目的实际间歇式DG数据,使用频谱分析的方法得到容量优化结果,并分析得到DG最大波动值与最优储能功率容量的关系、储能功率容量与能量容量的关系。实际工程较易得到的为DG的额定功率,因此还补充分析了DG额定功率与最大波动值之间的关系,最终得到储能容量与DG额定功率之间的关系,即储能与DG的配比规律。据此可无需要储能优化算法而通过简单手工计算得到近似优化的储能功率容量和能量容量。最后,通过算例对比了储能容量优化算法和实用方法,结果表明该实用方法简单有效。     

储能与间歇式DG的容量配比关系以及实用估算方法

随着分布式电源在配电网中渗透率逐步提高,其间歇性和波动性等特点给电网带来了一定的冲击。储能是解决间歇式分布式电源DG接入问题的关键,现有的研究尚未明确储能与DG的容量配比关系。基于DG频谱分析结果对平滑输出场景下储能DG容量配比问题展开了研究,并提出了一种实用的储能容量配置估算方法。首先,介绍了储能容量优化的原理和算法。其次,利用某地各项目的实际间歇式DG数据,使用频谱分析的方法得到容量优化结果,并分析得到DG最大波动值与最优储能功率容量的关系、储能功率容量与能量容量的关系。实际工程较易得到的为DG的额定功率,因此还补充分析了DG额定功率与最大波动值之间的关系,最终得到储能容量与DG额定功率之间的关系,即储能与DG的配比规律。据此可无需要储能优化算法而通过简单手工计算得到近似优化的储能功率容量和能量容量。最后,通过算例对比了储能容量优化算法和实用方法,结果表明该实用方法简单有效。     

直流输电系统换流变压器短路阻抗的选择

换流站主回路参数关系到整个直流输电系统的运行性能和技术经济指标,是直流输电系统设计的主要部分。为此,针对直流输电系统换流站主回路中换流变压器短路阻抗的参数选择原则及方法进行了相关研究。综合考虑各项制约因素,归纳出选择换流变压器短路阻抗时所需遵循的原则,即满足晶闸管换流阀的浪涌电流水平要求、换流器消耗的无功功率最小、及换流站成本最低。重点推导了表征晶闸管换流阀最大短路冲击电流与换流变压器短路阻抗之间关系的公式,并定性分析了换流变压器短路阻抗的大小对换流站总体费用的影响。研究结果表明,换流阀的浪涌电流水平是选择短路阻抗时的决定性因素,换流变压器最佳短路阻抗值应根据换流阀的浪涌电流水平进行选择。最后,葛南直流输电工程的实例验证了所提出的换流变压器短路阻抗选择原则的合理性。     

500 kV终端变电站建设原则及其应用

终端变电站的建设对于优化电网结构具有重要的意义。分析了500 kV终端变电站站址选择的一般性原则,给出了500 kV终端变电站方案可行性论证思路,结合广东电网"十二五"规划网架,讨论了500 kV终端变电站在广东电网中的应用方案。对所提方案进行电气计算、可靠性和经济性分析比较,得出广东电网终端变电站建设推荐方案。     

变电站空投主变压器对电容器组的影响仿真研究

采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,对变电站空投主变压器时相邻主变压器电容器组所受的影响进行了仿真研究。首先,从原理上分析由空投主变压器引起的和应涌流现象,以及由此对电容器组谐波分布的影响;其次,通过建模仿真,得出空投主变压器时相邻运行变压器电容器组的波形及谐波分量,并进一步分析影响电容器组谐波水平的可能因素。仿真结果表明,变电站空投主变压器时,可能使相邻并联运行变压器电容器组支路的谐波分量出现大幅度增加,从而引起电容器组过电流;除系统内部因素如变压器饱和特性、系统等值电阻等之外,变压器合闸时刻、合闸时的系统运行方式以及电容器组的投切情况等外部因素都会影响电容器组的谐波放大水平。     

基于改进轨迹灵敏度指标的动态无功优化配置方法

从轨迹灵敏度指标的物理意义出发,在详细考虑了动态无功补偿设备实际特性的基础上,提出了一种基于改进轨迹灵敏度指标的动态无功优化配置方法。IEEE39节点系统算例和广东电网某区域220 kV网络算例的仿真结果验证了改进指标的有效性。最后,应用改进后的方法对南方电网"西电东送"交流通道的动态无功优化配置问题进行了研究。     

基于实际工程的变压器改进J-A模型研究

为了能够深入开展励磁涌流对直流输电系统影响的机理性研究,提出了一种基于PSCAD/EMTDC仿真软件的考虑磁滞特性的变压器模型建模方法,该建模方法采用改进J-A模型来描述变压器磁滞特性,具有物理意义清晰、参数较少等优势。介绍了常用的变压器电磁仿真模型建模方法,并给出了所提建模方法的详细步骤和算法设计。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立了牛从直流输电系统的仿真模型,并结合牛从直流的实际录波波形进行了参数辨识,最终利用PSCAD复现了牛从直流乙线换流变压器空充过程中甲线直流电流的录波波形,验证了所建模型的合理性和有效性。     

混合MMC电磁暂态高效建模和阀段故障特性分析

由半桥子模块(half bridge submodule,HBSM)和全桥子模块(full bridge Submodule,FBSM)组成的混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具有经济性高,能快速清除直流短路故障,故障恢复能力强等特点,非常适用于大容量输电系统。然而,如果仅利用详细模型进行仿真,计算效率难以满足科研需求。因此,针对混合型MMC,对半桥和全桥子模块分别进行了提速等效建模,在提速的同时不丢失子模块的任何信息,是一种精确的等效模型。等效建模后半桥子模块和全桥子模块具有同样的电路形式,可以根据需要灵活调整混合MMC中半全子模块比例。使用一种复杂度较低的混合型MMC排序算法,能大大减少快速排序对计算器的要求,提高仿真速度。在PSCAD/EMTDC中搭建了基于半桥子模块、全桥子模块和半桥与全桥子模块混合连接的三种MMC模型,对模型的精度进行了验证。利用验证正确的模型,进行了阀段故障仿真。