简化单机水电系统负阻尼时频率振荡的类Hopf非光滑分岔分析

该文从切换型振荡角度,分析负阻尼情形下死区或限幅参与的频率振荡,说明负阻尼下超低频频率振荡(ultra-low frequency oscillation,ULFO)的机理之一是切换型振荡,并揭示了含死区和限幅的单机水电系统在突变负荷扰动下的超低频频率振荡可对应分段光滑连续系统的单次穿越型类Hopf非光滑分岔。首先,介绍分段光滑连续系统边界平衡点分岔(boundary equilibrium bifurcation,BEB)、类Hopf分岔和单次穿越型类Hopf分岔;其次,给出单水电机组电力系统的非光滑动力系统模型;然后,对比分析有/无死区和限幅(切换边界)时,单机系统负阻尼时频率振荡的差异,初步说明稳定的持续振荡与限幅和死区切换边界相关,无法单纯使用负阻尼或传统Hopf分岔来解释;进一步,借助广义Jacobi矩阵,说明有死区或限幅边界作用的切换型振荡对应的是发生单次穿越型类Hopf分岔;最后,分析突变负荷扰动下单机系统的平衡点、扰动后轨迹的非光滑分岔特性,说明单次穿越型类Hopf分岔是伴随着稳定结点穿越边界变为不稳定焦点的类Hopf分岔。     

永磁直驱风机基于虚拟同步技术的高、低电压连续故障穿越策略

“双高”电力系统中,并网风机机端故障电压越发呈现高、低连续振荡的特点,这增加了机组穿越难度和脱网概率。该文基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术设计了一种直驱风机高、低电压连续故障穿越策略：有功控制通过改进VSG技术设计功率补偿项,对外增加系统频率支撑,对内减少母线电压波动;无功控制以行业标准为依据,通过向电网注入无功电流支撑电压恢复。其中,低穿时通过超速限功率、紧急变桨等变功率跟踪方法快速、精准平衡有功流动,高穿时通过动态调节直流母线电压增加网侧逆变器可控性,以此提高机组故障连续穿越能力。相较于传统电流源特性的双闭环控制,应用电压源特性的VSG技术有利于提升故障期间风机的电网支撑作用。设计的穿越策略可持续性更强,能承受长时间、多频次、大范围的连续故障电压冲击,提高了机组在恶劣工况下的并网生存能力。最后结合Matlab/Simulink仿真平台进行实验验证。     

基于动态无功支撑的全功率变流风电机组高电压穿越改进控制

高比例新能源电网中因系统故障引发的风电机组脱网事故时有发生。增强风机故障穿越能力,降低脱网频率对电网稳定运行至关重要。该文首先通过分析变流器矢量控制原理,从理论上得出：电网暂态过电压易导致网侧变流器达到其交流电压调节上限,从而造成交直流功率耦合振荡,引发失稳或过压切机保护。然后参照相关标准要求,确立了基于功率因数调节的高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)改进控制策略。该策略通过在故障期间向电网注入无功电流,利用滤波电感的分压作用缓冲过电压冲击,以此满足变流器电压矢量的控制要求;与此同时增加了机组的无功支撑能力,利于电网电压恢复。改进控制根据电压不同,采取分段优化设计,并通过在直流侧加装储能辅助电感分压,提升变流器无功支撑能力和穿越电压上限。最后以风电机组典型参数为依据通过数值定量计算做理论验证,并结合MATLAB/Simulink仿真平台做实验验证,理论和实验结果证明了该文基于暂态过电压故障特性分析的准确性以及对应改进策略的可行性。     

直挂式储能变流器参数设计及控制技术研究

储能系统对于平抑新能源电站的功率波动和参与电网辅助服务都具有重要意义。针对新能源电站应用场景,围绕传统并网储能系统成本高、损耗大、电能质量低的问题,采用级联H桥式电路拓扑,提出了直挂式储能系统的各个关键参数的设计计算方法,形成了中压直挂式储能变流器硬件方案,提出了适用于该系统的主动支撑电网频率和电网故障穿越控制策略。首先在Matlab/Simulink中完成了控制策略的仿真验证,在此基础上研制完成了一台10 kV/2 MW中压直挂式储能变流器样机,并通过实验验证了该系统及其控制策略的有效性。     

具有主动故障穿越能力的光伏逆变器自治控制方法研究北大核心CSCD

文中设计了一种具有主动故障穿越能力的自治智能光伏(photovoltaic,PV)逆变器,所提逆变器具有有功功率和无功功率的解耦控制特性,它可以根据电网状态或电网运行员命令在预期的运行模式之间无缝切换。智能逆变器根据电网状态自动调整其有功和无功功率设定值,在正常电网和故障电网条件模式下分别以最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)模式运行。此外,文中还提出了一种新型自治模型预测控制(autonomous model predictive control,AMPC)方法,以提高智能PV逆变器的运行效率。AMPC包括在线权重因子自动调整和控制目标归一化,以消除传统模型预测控制中所需的试错权重因子设计阶段。最后,通过实验,验证基于AMPC并网智能PV逆变器的性能,实验结果表明,所提基于MPC的智能PV逆变器具有故障穿越、有功和无功功率设定值的自治调整、运行模式之间的无缝转换等优点。     

光伏并网系统低电压穿越模糊自整定控制策略研究∗

传统的低电压穿越双闭环控制策略速度缓慢并且可能不稳定.将模糊控制与传统比例积分 (PI)控制相结合,根据采样偏差,通过模糊控制器对 PI调节器参数进行实时修改,提出一种光伏并网系统低电压穿越模糊自整定 控制策略,增强光伏并网系统的低电压穿越能力.仿真结果表明,该控制策略在有效补偿无功功率的同时,可以改善电压轮廓和提升速度,具有较好的控制效果.     

低压用户无功损耗对台区线损的影响及案例分析

在公变台区线损管理实践中,用户无功功率及损耗对线损的影响常常未能引起人们重视。首先在理论上分析了低压无功电量对台区线损的影响,定量计算对线损造成影响的程度;然后通过引入一个低压用户无功电量对台区线损影响的案例,探索公变台区线损排查方法及对应处置措施,为解决台区线损问题提供了新方向。     

大规模风电储能联合系统运行与控制研究综述

储能技术是解决风能等可再生能源非稳态特性的关键技术,其规模化应用后能有效提高电网对风力发电的接纳能力。首先分析了目前风电并网存在的问题,其次对各种储能技术进行比较,最后重点阐述了储能技术在风电并网中应用于平抑功率波动、提高风电系统低电压穿越能力、提高含风电电力系统的暂态稳定性和参与系统调频控制四方面的研究现状,为大规模风电储能联合系统运行与控制的进一步研究提供有益的借鉴。     

基于多层神经网络的直驱风机低穿控制参数辨识

随着风电机组的广泛接入,其低电压穿越期间的响应特性对电网安全稳定运行的影响越来越显著。风电机组的低穿特性由其低穿控制参数决定,因此提出了一种适用于直驱风电机组的多层神经网络低穿控制参数辨识方法。首先,基于经典的M-P神经元模型和Sigmoid激活函数,结合直驱风机低穿控制一般模型,构建多层神经网络;然后,根据实际运行的直驱风机低穿试验数据和对应的低穿控制参数,构造多层神经网络的训练数据集,用标准BP算法训练得到多层神经网络模型;最后,通过对比某型号直驱风电机组的辨识结果曲线和低穿实测曲线,验证了所提多层神经网络低穿控制参数辨识方法的有效性。     

面向网络节点的新能源高占比系统消纳阻力精细化评估

随着新能源装机容量的不断提升,新能源高占比系统弃风弃光问题严峻,开展新能源消纳问题研究,精确定位新能源消纳阻力对提升新能源消纳措施的制定有重要意义。文中提出一种面向网络节点的电力系统新能源消纳阻力精细化评估方法。首先,基于潮流追踪算法将网络节点潮流划分为常规机组注入、新能源注入和负荷流出三部分;其次,从网络节点角度建立调峰、调频及节点电压偏差约束与新能源消纳的数学关系模型,计及三者耦合关系分析网络节点弃电情况;然后,构建基于网络节点的新能源消纳阻力评估模型并求解,定位系统中新能源消纳的关键节点,明确各节点新能源消纳制约因素并量化新能源消纳阻力;最后,基于改进IEEE 39节点系统设计算例,验证了评估方法的有效性。所提评估方法可为电力部门采取措施以提升新能源消纳提供依据。