基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制

双馈风机机械与电气解耦,使得接入电网总有效转动惯量降低,增加电网频率调节压力。分析了双馈风机通过虚拟同步发电机控制实现对系统频率响应技术,研究了双馈风机在调频过程中在不同运行工况下能量变化评估方法,提出基于机组状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制。在理论研究基础上进行时域仿真,结果表明,基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制在不同出力水平下可以对系统频率提供有效支撑,提高系统频率稳定性,同时调频过程中保证机组运行稳定。     

我国陆路交通能源系统发展战略研究

以能源高质量发展、交通强国建设为契机,推动能源与交通融合,将提升能源、交通两大基础行业的低碳化、高效化、集约化发展水平,支持实现我国碳达峰、碳中和战略目标。本文梳理了陆路交通能源系统的发展现状与趋势,阐述了能源与交通融合的必然性,提出了由动力层、物理层、应用层组成的新型交通能源系统架构;从能源主导、交通主导、能源交通并重等视角,分别剖析了互联电力网、电动化交通、能源交通融合网3种新型交通能源系统形态。在评估高速公路、高速铁路等典型线路上交通能源系统可利用的自然资源禀赋潜力的基础上,提出了3层结构、3类形态、3种驱动力相结合的陆路交通能源系统发展策略,以引导形成清洁低碳、融合高效的新型综合交通基础设施体系。研究认为,陆路交通能源系统的创新方向主要包括成套核心装备研制、融合系统构建与运维、技术规范与标准体系建设。为此建议,推进以清洁能源为主导、以电能为媒介的现代交通能源系统,创建清洁能源发电-零碳原料燃料-电动化驱动的新型交通动力系统,实施集能源、交通属性于一身的交通能源一体化新型基础设施规划建设。     

超临界机组非线性模型参数估计与平衡点分析

在现代控制理论的基础上,以超临界直流发电机组的机炉协调多变量受控系统为研究对象,借鉴系统辨识与机理建模方法,结合采集的主要过程参数给出一种600MW超临界机组协调受控对象的非线性数学模型,并对其平衡点进行计算分析与仿真研究,证明其非线性数学模型的合理性,为超临界直流炉机组的研究提供一种参考方案.     

基于阻抗频域灵敏度的双馈风电机组次同步振 荡抑制措施

随着风力发电技术的快速发展以及风电出力占比的持续增加,电力系统中出现了一种由风电机组与线路相互作用产生的新型次同步振荡现象。风电引发的次同步振荡不同于传统的次同步振荡,电力电子变换器参与了振荡的形成,其机理及抑制措施有待进一步的研究。针对双馈风电机组接入含串补电容系统引发的次同步振荡问题进行研究,首先建立了双馈风电系统的频域阻抗模型,然后引入阻抗频域灵敏度这一概念,分析了双馈风电机组控制参数对于系统次同步振荡的影响程度,并根据灵敏度分析结果提出了次同步振荡的抑制措施,最后通过时域仿真验证了所提抑制措施的有效性。     

双馈风电机组故障行为及对电力系统暂态稳定性的影响

由于双馈风电机组具有不同于同步发电机的运行特性,且不同型号双馈风电机组在实现故障穿越时采用不同的控制策略,造成大规模风电并网的电力系统暂态稳定性发生变化。文中通过对双馈风电机组控制特点及故障行为的深入研究,指出双馈风电机组的故障行为由故障穿越运行控制策略决定,并给出其等效外特性。基于等面积定则定性分析了双馈风电机组接入单端送电系统后,其故障行为对系统暂态稳定性影响的机理。在理论分析基础上进行了时域仿真验证,仿真结果表明,故障期间减小双馈风电机组有功给定值、增加无功注入控制比例系数有利于系统的暂态功角稳定性,故障清除后有功恢复控制对系统的暂态功角稳定性影响不大,验证了所提理论分析的正确性。     

基于电压偏差和SOC的电氢耦合系统多源协调控制策略

在公路直流微电网中,电动汽车充电行为的时间特性和充电方式特性会对直流母线电压造成不同程度的冲击,高渗透率的电动汽车负荷对“源-荷-储”协调控制提出新的挑战。通过分析公路直流微电网的交通负荷特性和微源特点,提出了一种基于直流母线电压偏差的电氢耦合系统多源协调控制策略。此控制策略以蓄电池作为调压核心元件,通过检测变流器端口直流母线电压波动来实现协调自洽运行,无需通信即可实现系统的功率平衡。为避免蓄电池因荷电状态（SOC）过界而退出运行,设计了一种多源自适应下垂控制器,使氢能单元主动响应SOC变化,减少蓄电池SOC管理造成的不平衡功率,抑制SOC向边界值的趋近速度,实现SOC的动态平衡。最后,在Matlab/Simulink中验证了所提控制策略的有效性。     

弱电网不对称故障期间双馈风电系统动态稳定性分析

弱电网严重不对称故障期间双馈感应发电机与电网之间的动态耦合作用增强,使得风电系统存在振荡失稳的风险。为探索其振荡失稳机理,该文首先建立考虑控制器动态的双馈风电系统复频域阻抗模型。根据阻抗模型的输入输出特性,详细描述双馈风机和电网正负序阻抗之间的动态相互作用关系。并采用广义奈奎斯特判据综合评估不同因素对弱电网不对称故障期间双馈风电系统动态稳定性的影响规律,为故障过程中控制器带宽的选择提出建议。最后,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。     

基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制

双馈风电机组采用电力电子变流器控制使得机械部分与电气部分解耦,大规模风电并网后电力系统总有效转动惯量下降,增加了系统的调频压力。文中通过对双馈风电机组运行及控制特性的分析,研究给出了反映机组有效储能的等效虚拟惯性时间常数的计算方法,提出了基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制策略。该控制策略通过检测电网频率变化以及动态识别机组运行状态,修改控制参数控制机组有功输出,释放或吸收机组有效动能,对电网提供动态频率支撑。在理论分析基础上进行时域仿真验证,仿真结果表明,双馈风电机组变参数虚拟惯量控制在机组各种运行工况下实现了对系统频率的有效支撑,提高了电力系统频率稳定性,且保证了机组调频过程中自身运行的稳定性。     

单相多模块电压源型逆变器

为实现低压直流到高压交流的变换,提出一种适用于低输入电压场合的单相多模块电压源型逆变器拓扑。产生同样大小的交流电压,电压源型逆变器(VSI)的直流侧电压仅需为传统H桥逆变器的1/3,因而更加适用于新能源发电系统和电池储能系统。介绍单相多模块VSI拓扑结构及工作原理,详细分析单极性PWM下电路运行特性,在此基础上完成电容器参数的设计,最后通过PSIM软件对该电路结构进行仿真,并搭建一个2k W的实验系统,对带有稳态负荷、阶跃负荷及感性负荷时的工作特性进行验证。仿真和实验结果表明,电容参数设计合理,提出的VSI具有较大的升压能力,并在阶跃负荷、感性负荷下依然具有良好的运行特性。     

火电机组及其控制系统的自定义建模

现有系统仿真软件一般认为,在暂态过程中,火电厂的出力是不变的,把锅炉、汽轮机等的动态过程做简单的线性处理,而慢动态的存在可能是导致系统发生中长期失稳的重要原因.根据当代火力发电设备的特点,得到比较详细的火电单元机组及其控制系统的模型,并在电力系统分析综合程序中进行了自定义建模和系统仿真.