基于591全数字直流调速装置实现造纸机的张力控制

采用基于591全数字直流调速装置内置PID功能模块实现了造纸机分部传动的张力控制,使压光机和卷纸机的张力控制取得了较好的效果.     

MMC不完整运行方式及其控制策略研究

首先分析了柔性直流输电(voltagesourceconverter HVDC, VSC-HVDC)模块化多电平换流器(modular multilevelconverter,MMC)不完整运行的必要性,研究了MMC不完整运行原理,建立了MMC不完整运行的数学模型,提出了MMC在桥臂不完整情况下的运行方式,并针对每种不完整运行方式建立了完整的控制策略;同时提出了在不完整模式下维持换流器有功功率传输能力的\"6+1\"式MMC衍生拓扑。最后在Matlab/Simulink中搭建了MMCHVDC电磁暂态仿真模型,验证了所提不完整运行控制策略和衍生拓扑的有效性和正确性。     

一种阻容型限流式直流断路器拓扑及其在直流电网中的应用

架空线直流电网直流故障的快速隔离和清除问题是直流电网快速发展面临的关键技术瓶颈,而目前大多数高压直流断路器都无法兼具限流及断路作用。为此,该文提出一种阻容型限流式直流断路器拓扑,同时通过超快速隔离开关并联的设计提出适用于多种故障情况下的重合闸策略,从原理上实现了稳态低电抗和暂态高限流电抗的灵活切换。该拓扑采用断路阀段和限流阀段两种模块来完成各自功能,同时充分利用全控型功率器件的快速可控性及半控型器件容量大、造价低的特点,在一定程度上降低了投资成本。最后,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台搭建的四端直流电网模型,验证该拓扑的限流、断路、重合闸性能。     

采用能量平衡性分析的MMC柔直系统自适应功率控制策略

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统在电力传输方面具有更好的灵活性和可控制性,但必须保证在不同控制目标和运行工况下直流侧电压的动态稳定性。该文利用电容等效的方法对上下桥臂进行数学建模,基于电容充放电过程中的能量交换关系推导并阐明了换流站直流电压变化机理;针对换流站外环功率控制,为减少交直流侧功率不平衡度,提高直流电压动态稳定性,提出了一种动态自适应功率控制策略,该调整策略可以显著改善换流站工况调整时直流电压动态性能,提高柔直系统交流侧故障时直流电压的稳定性;最后搭建仿真模型分析验证了所提策略在提高柔直系统动态过程中直流电压的稳定性及针对严重故障的适应性方面具有显著效果。     

交直流混合配电网结构优选和设备容量优化

交直流混合配电网是未来配电网的重要发展方向,该文基于供电能力对其结构和设备容量进行了优选优化。首先,分析了交直流混合配电网N-1故障下的负荷转供方式,并提出其供电能力的各类指标。然后以交流供电能力最大和直流供电能力最大为目标建立了多目标优化模型,对供电能力进行准确计算。进而提出了基于供电能力的结构优选和设备容量优化方法。最后通过算例分析发现交流和直流供电能力存在着近似线性的关系,并对比分析了不同结构配电网的供电能力,针对不同负荷场景,对系统结构和变电站内设备和交直流馈线容量进行了优选优化。通过该方法能够准确计算交直流混合配电网的供电能力,并在规划阶段指导电网结构和设备容量的选择。     

基于等效运行短路比的多直流馈入系统静态电压稳定分析

由于现有短路比指标未考虑多直流馈入系统灵活多变的影响,导致现有短路比指标临界值不明确,难以准确评估多直流馈入系统临界电压稳定。针对上述问题,该文提出一种新的指标,等效运行短路比(equivalentoperatingshort circuitratio,EOSCR),以此评估多直流馈入系统静态电压稳定。首先,基于节点电压电流关系,将多直流馈入系统等效为等值单馈入模型。以等值单馈入模型为基础,基于扩展雅克比矩阵推导出等效节点功率灵敏因子(equivalentnodal power sensitivity factor,ENPSF)为后续理论分析奠定基础。其次,基于ENPSF提出EOSCR并且给出EOSCR的理论临界值。最后,基于PSCAD/EMTDCTM与MATLAB仿真,验证所提指标的有效性。通过与现有指标的对比,等效运行短路比能更准确的评估多直流馈入系统临界电压稳定。     

柔性直流电网紧急限流控制策略研究

柔性直流电网对高速大容量直流断路器的需求限制了其发展和应用。基于混合型模块化多电平换流器(modular multi-levelconverter,MMC)的限流控制方案受限于拓扑结构,不适用于广泛采用的半桥型MMC柔直工程。该文提出了一种具有拓扑结构通用性与故障类型通用性的紧急限流控制策略,能够降低直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)的开断电流和耗散能量。该文首先介绍了紧急限流控制的原理以及其与DCCB的协调策略,分析并推导了限流控制作用下故障电流的计算方程;研究了限流控制不同投入时刻对故障电流发展的影响;最后在基于半桥型MMC的四端直流电网中进行了仿真验证。仿真结果表明:紧急限流控制使得DCCB的开断电流减小了4.29kA(40.74%),耗散能量减小了23.4MJ(60.47%),并且适用于高阻性故障。     

基于改进DTW的行波波形相似性的高压直流输电线路保护方案

直流输电线路单端量保护不能实现绝对选择性,对于纵联保护,需要考虑故障暂态时的电容电流和两侧采样数据的同步性。区外故障时直流输电线路满足行波特征不变性,线路两侧波形的相似度高,区内故障破坏了行波特征不变性,线路两侧波形的相似度低,由此提出一种基于改进动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)的行波波形相似性的高压直流输电线路保护方案。DTW算法通过对时间轴的伸缩,实现2个序列的动态匹配,具有良好的耐同步特性。基于改进DTW的保护方案,在启动判据启动后,计算线路两侧故障行波波形之间的改进动态时间弯曲距离,建立识别直流线路区内外故障的判据。仿真结果表明,该算法能够准确识别区内外故障,不存在保护死区,具有较好的耐同步性,耐受过渡电阻能力强,具有一定的抗噪声和抗异常数据的能力。     

提高短期频率稳定性的紧急需求响应分散协调控制方法

短期频率稳定问题是多(特)高压直流馈入受端电网面临的重大安全隐患,紧急需求响应(emergencydemand response,EDR)为解决该问题提供了一种思路。针对此前集中式EDR控制依赖高速专网、实现成本高而分散式EDR控制精度低的问题,提出一种多EDR资源的分散协调控制方法,将分散决策与集中决策通过慢速通信互联起来,利用全网惯性中心频率变化率的一致性,解决了无高速专用信道条件下多EDR控制的协同优化问题。在典型受端电网仿真模型上应用该方法,验证了其在馈入直流双极闭锁等场景下提高系统短期频率稳定性的良好控制性能。     

多端口线间直流潮流控制器及控制策略优化

针对目前的线间直流潮流控制器大多仅能控制1条线路的潮流以及难以拓展的问题,提出一种基于MMC的多端口线间直流潮流控制器(multiportinterlineDCPowerflow controller,MI-PFC)。首先,分析安装多端口DCPFC的必要性,并提出MI-PFC的拓扑结构,将其划分为直流通路和交流通路;其次,详细分析该直流潮流控制器的工作原理,主要包括潮流控制和自身功率平衡,基于此设计MI-PFC控制策略,并以桥臂电压差值最小为目标对控制策略进行优化;最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建四端柔性直流电网,通过MI-PFC启动、控制策略对比和某一换流站功率跌落3种工况,验证MI-PFC能够控制多条线路潮流、无需预充电以及具有良好的动态响应能力。