多VSC系统有功功率–频率动态的电路建模方法

包含不同类型电压源变流器(voltage-source converter,VSC)的多机系统在各种干扰期间易发生暂态功率环流和功频振荡现象。为了简化多VSC系统有功功率–频率动态特性分析,文中基于机械导纳法构建描述VSC有功功率–频率动态的电路模型。根据机电比拟原理,构建单台同步发电机(synchronous generator,SG)/VSC的电路模型框架,并推导9种典型VSC控制的电路模型参数。以VSC四机系统为例,构建其电路网络模型,并从模型比较、频域特性和仿真分析3方面验证所建模型的准确性和有效性。电路建模法的优点是不仅可推导出不同类型扰动下的详细传递函数,而且对不同类型VSC控制策略均适用。基于该模型,可采用电路理论分析多VSC系统的有功功率–频率特性,为多VSC动态特性分析提供了一种新思路。     

基于正交匹配追踪算法的谐波源定位方法

为了在系统非全局可观时,仍能对节点注入谐波电流进行估算,对电网中的谐波源进行有效定位,文章提出了一种基于正交匹配追踪算法的谐波源定位方法。提出方法根据已知量测量和量测矩阵,基于压缩感知理论中的正交匹配追踪算法对欠定的系统谐波状态方程进行求解,估算了节点注入谐波电流,实现了系统一定程度非全局可观时的谐波源有效定位。通过与其他方法的仿真对比分析,验证了在改变谐波源数目和位置以及考虑测量误差时,提出方法具有更好的定位效果,说明了提出方法具有较高的适用性和抗干扰能力。     

多VSG功频环路间交互影响的定量分析

多虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并网系统不同控制环路间的交互影响不利于高渗透率新能源电网的安全稳定运行,将给VSG的输出角频率带来负面影响.针对该问题,基于机电比拟原理构建了多VSG并网系统功–频环路的机械导纳模型,推导了多VSG并网系统输出角频率的传递函数矩阵.进...     

一种新型模块化风速预测方法

针对风电场风速随机性强、波动性明显以及预测难度高等问题,提出一种新型模块化风速预测的方法。该方法主要包含3个模块:风速属性加权模块、智能优化聚类模块及极限学习机风速预测模块。首先考虑不同气象属性对风速的影响和风速的时间波动特性,计算风速属性矩阵元素的皮尔逊系数值并进行加权;然后采用遗传-模拟退火算法优化模糊c均值聚类方法,对加权风速属性矩阵矢量进行聚类;再通过极限学习机构建各类别的风速预测模型,进行短期风速预测。最后结合美国一风电场(N39.91°,W105.29°)的实测数据对风速进行预测,通过对比仿真结果与实测数据验证该文方法的正确性和有效性,结果表明该方法具有较高的预测精度。     

基于属性约简与加权最优层次聚类的短期风速混合预测

准确的风速预测是提高风功率预测精度的重要保障。为此,提出一种基于互信息(mutual information,MI)属性约简与加权最优层次聚类(weighting optimal hierarchy clustering,WOHC)的离群鲁棒极限学习机(outlier robust extreme learning machine,ORELM)风速混合预测方法。首先,计算32维风速属性特征与风速时间序列间的MI,分析不同特征与风速的相关性。在此基础上,分别采用最大相关最小冗余(maximum correlation minimum redundancy,MRMR)算法和WOHC算法实现风速属性特征的约简及风速样本数据的聚类划分,并通过最优化聚类预处理(clusters optimization on preprocessing stage,COPS)确定最优聚类数。然后,采用ORELM对不同样本集分别进行训练,构建ORELM风速混合预测模型。计算待预测点约简后的属性特征与每个聚类中心的欧式距离,选择匹配的ORELM模型进行风速预测。最后,结合东北某风电场实测数据对所提预测方法的有效性和...     

基于优化FCM聚类的RELM风速预测

准确的风速预测对大规模风电并网具有重要意义。提出一种基于互信息属性约简优化聚类的正则化极限学习机短期风速预测方法。首先考虑不同属性特征对风速的不同影响,计算风速特征属性序列与风速序列的互信息,并运用最大相关最小冗余算法进行特征选择,然后采用优化的模糊C均值聚类方法对风速样本进行聚类,再对极限学习机进行优化,进而构建风速组合预测模型。最后结合风电场实测数据进行风速预测实验,结果表明该方法具有较高的预测精度。     

基于改进虚拟同步发电机控制的功率交互振荡抑制策略

在指令功率发生扰动时,虚拟同步发电机控制环路易产生功率交互振荡,威胁系统的安全稳定运行。为此,提出一种基于改进虚拟同步发电机控制的功率交互振荡抑制策略。基于相对增益矩阵原理研究不同系统参数变化时虚拟同步发电机输出功率间交互作用的变化规律;采用转速阻尼功率高通反馈改进虚拟同步发电机有功功率-频率控制环路,并通过绘制Bode图对比传统虚拟同步发电机控制策略与改进虚拟同步发电机控制策略的暂态和稳态性能;利用相对增益矩阵原理分析改进虚拟同步发电机控制策略的有功功率环路交互作用情况。仿真及实验结果表明,所提策略可有效实现虚拟同步发电机交互振荡的抑制。     

多VSC并网系统的低频振荡分析及抑制

随着新能源并网渗透率的增加,高比例电压源型并网变换器(voltage source converter,VSC)接入电网,导致系统的惯性和阻尼显著降低,遭受扰动时易产生功率低频振荡,威胁系统安全稳定运行。采用机电比拟原理构建了电压控制型VSC(voltage-source controlled VSC,VC-VSC)和电流控制型VSC(current-source controlled VSC,CC-VSC)的机械导纳模型,并基于回路阻抗矩阵的模态分析法,对比研究当虚拟惯量常数和电网阻抗变化时VC-VSC和CC-VSC的低频振荡特性。在此基础上,进一步研究当仅可列写出系统部分基本回路阻抗矩阵时,模态分析法的适用性。针对VC-VSC和CC-VSC低频振荡特点的不同,分别提出其对应的抑制策略,并给出参数设计依据。最后,通过MATLAB/Simulink仿真模型验证VC-VSC和CC-VSC的低频振荡现象及其振荡抑制方法的有效性。     

构网型和跟网型电力电子装备混联系统惯量响应的匹配问题综述

构网型和跟网型电力电子装备具有异质化调频特性,导致2类装备交直流混联系统惯量响应阶段的动态交互作用机理复杂,传统的惯量参数匹配原则难以优化系统频率响应的问题。阐述了电力电子装备系统的惯量响应匹配问题,并对现有电压源型变流器的调频控制方法进行了概述。从功频响应分析方法、调频功率分配原则和频率响应特性3个方面对电力电子装备系统惯量配置问题的研究现状展开梳理。对电力电子装备混联系统的统一建模及惯量响应匹配问题提出了研究思路,旨在通过惯量支撑功率的匹配控制提升低惯量电力系统的频率稳定性,从系统层面为高比例电力电子装备友好并网提供基础理论和关键技术支撑。     

计及扰动源输出原副边特性的直流配电网谐振分析方法

现有阻抗和模态分析法均忽略了扰动源经换流器传递对系统谐振特性的影响,容易造成分析结果的偏差和谐振点的遗漏。为此,该文首先定义扰动源传递函数为换流器输入侧扰动源与输出侧等效电流源之间的对应关系,从系统尺度提出了计及扰动源传递函数的系统阻抗修正模型,揭示扰动源输出特性对直流配电网谐振特性的影响机理,提高了分析结果的准确性和全面性;然后,基于修正的系统阻抗模型,从元器件参数尺度提出计及扰动源传递函数的换流器模态灵敏度计算方法,量化扰动源输出特性对谐振的影响程度,拓展了灵敏度分析的应用场景,实现了直流配电网全局元器件灵敏度分析;最后,通过PSCAD/EMTDC搭建了直流配电网仿真模型,验证了两种尺度下所提分析方法的有效性。