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.     

基于分布式风电的10kV线路低电压治理

随着我国经济的高速发展,电力负荷呈现出迅猛增长态势,给部分农网也带来了不可忽视的冲击,如导致农网配电线路末端容易出现低电压问题.其中10kV 线路存在的低电压现象不容忽视,针对该现象,以某地区存在 “低电压”问题的10kV 线路为研究对象,首先分析该地区低电压问题成因,然后结合国家对新能源大力发展的现状 提出基于分布式风电的10kV 线路低电压治理措施,最后通过算例分析,验证利用分布式风电解决10kV 线路低电压问题的可行性.     

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。     

基于IPMC薄膜驱动的可变焦微透镜的研究

基于电活性聚合物驱动的可变焦微透镜所需电压通常在千伏,严重限制了其在便携式设备中的应用。本文设计了一种低电压驱动的可变焦微透镜,透镜采用离子聚合物金属复合材料(IPMC)薄膜作为驱动结构,以柔性聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为透镜主体,实现了低驱动电压下的大变焦范围。为进一步优化微透镜可变焦范围,利用有限元仿真软件对驱动器结构参数、圆环垫片厚度、临界面曲率等部分进行了仿真研究,确定微透镜各组件的最佳结构尺寸。仿真结果表明：利用IPMC薄膜作为驱动结构,可变焦微透镜在驱动电压为1-3V时,变焦范围为42.77-1518.14cm,驱动电压远低于电活性聚合物驱动的变焦微透镜,这种驱动电压小焦距范围广的特点使其具有很高的应用前景。     

矿区35kV电网线路继电保护的现状及改进措施

分析了矿区35 kV电网线路继电保护的现状,指出存在的主要问题是保护定值整定、上下时限配合困难,容易引起保护拒动、越级跳闸等故障;提出了采用先进的数字式继电保护装置、采用输电线路纵联保护、增加低电压闭锁保护、加装故障录波装置等线路继电保护改进措施,并通过GPRS分布式故障录波报警系统在矿区电网线路继电保护中的应用实例说明了采用先进的技术装备可提高矿区电网继电保护的可靠性和电网运行的安全稳定性。