永磁同步风力发电机组的不对称故障穿越控制策略

永磁同步风力发电机组在不对称电网故障下运行,将导致并网电流不对称、畸变,直流母线电压上升并含有2倍工频纹波等问题.为了提高永磁同步风力发电机组在不对称电网故障下的穿越能力,提出一种PMSG机组的控制策略:在网侧换流器的控制中采用电网负序电压前馈的方法来消除并网电流负序分量;在机侧换流器的控制中提出了一种新的发电机电磁功率跟踪控制思想,使发电机的输出功率跟踪网侧换流器的输出功率,消除了不对称故障情况下直流母线电压的2倍工频纹波和限制直流侧电压上升,避免直流母线电压波动超出电容电压的额定值.1 MW机组的仿真结果表明,所提出的控制策略可实现不对称故障穿越,验证了所提出控制策略的有效性.     

基于超级电容的永磁同步风力发电机不对称故障穿越方法

风电系统与电网之间的相互影响越来越大,需要并网风电机组具有故障穿越能力来保证电网安全运行。为了提高永磁同步风力发电机组(PMSG)在不对称电网故障下的穿越能力,提出了一种基于超级电容储能的PMSG风电机组的故障穿越方法。该方法采用双向直流变换器将超级电容器组连接在交直交变流器的直流母线上,通过对超级电容的吞吐功率进行控制,限制了故障情况下交直交变流器直流侧电压上升,并降低了不对称故障引起的直流母线电压2倍工频纹波。同时在网侧换流器的控制中采用电网负序电压前馈的方法,消除并网电流负序分量。结合低电压穿越标准,对超级电容的容量选取进行了讨论,并建立了超级电容器及其功率变换电路的数学模型,设计了超级电容储能系统的控制器。采用Matlab软件,对1 MW机组的仿真结果表明,所提出的不对称故障穿越方法,可同时减小并网电流负序分量和直流母线电压的2倍工频纹波,提高了机组不对称故障穿越能力,验证了文中提出的故障穿越策略的有效性。     

电网电压不平衡下储能变流器能量最优控制策略

针对电压不平衡时储能变流器（Power Conversion System, PCS）出现网侧电流波形畸变严重且峰值过大等问题,提出了电网电压不平衡下储能变流器能量最优控制策略.该策略通过控制目标参数k、电网电压不平衡度与瞬时功率波动、网侧电流不平衡度和网侧电流峰值的关系图深入分析了参数k、电网电压不平衡度对系统能量运行的影响,并在此基础上侧重抑制电流幅值及抑制功率波动两个控制目标,加入寻优算法,提出k参数仅在［-1,0］内选择的电流限幅储能变流器能量最优控制策略.仿真实验结果表明：该策略能通过k参数和电流限幅策略更加快速有效地将电流峰值限制在最大允许峰值,并且进一步减小功率波动,提升PCS的有功功率输出能力,体现了对储能变流器运行的能量优化.     

双馈风力发电机故障穿越能力研究

在不对称电网故障下,为提高双馈风力发电机(DFIG)三相不平衡故障穿越能力,采用甘肃河西电网的实时数据,对双馈风力发电机发生不对称故障下穿越能力进行研究.在发电机出口串联采用改进控制策略的DVR,辅助DFIG风电机组实现故障穿越.为提高检测精度,首先,通过锁相环与pqr变换检测方法结合对电压跌落检测系统加以改进,为克服不平衡故障下负序分量对网侧和机侧的影响,在检测系统中加入基于对称分量法的正负序解耦算法;其次,利用四个PID控制器将参考电压的值与通过检测系统的结果值进行比较,分别调节每一相序,注入无功功率到电网中,保证待恢复的双馈风力发电机端口电压可以达到额定值,转速恒定,进一步保证系统的稳定运行.仿真结果验证了该方法的正确性.     

永磁直驱风电机组变流器加强型直流稳压研究

目前针对电网故障的研究,主要集中在对称故障方面,研究的是不对称故障中的小值电网电压不平衡时风电机组的故障穿越技术.在传统电网电压定向的电压、电流双闭环控制基础上,应用变流器网侧和机侧功率平衡控制原理,将永磁同步发电机输出有功功率Ps变化的信息引入d轴控制回路,从而实现电网侧变流器输入至电网的有功功率能够及时跟踪永磁同步发电机输出有功功率的变化,从而解决了变流器输入输出的有功不平衡问题,避免了直流母线电压的波动.     

双端电流时域故障定位法

给出了一种仅利用两端暂态电流进行单回线故障定位的时域方法.该故障定位方法采用分布参数模型,在故障分量网络中,利用双端电流计算得到的沿线电压分布在故障点处时时相等,建立了故障定位方程.利用最小二乘法分别求取不同距离下两侧系统等效阻抗,并根据故障点处两侧系统等效阻抗值代入故障定位方程后所得的偏差值最小,来实现故障定位.定位算法所需数据窗短,适用于快速跳闸的场合.故障定位无须电压量,定位精度不受电压和电流互感器传变特性差异的影响.仿真验证结果表明,该方法测距精度高,可实现全线范围内的故障定位.     

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法.通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式.以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性.所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算.     

使用测量电流互感器(TA)的配电网故障检测技术

介绍了配电网自动化系统的故障管理功能及其对现场终端装置故障检测功能的要求。通过分析测量电流互感器（ＴＡ）饱和的特点，提出通过检测ＴＡ输出波形是否出现间断现象来检测配电网故障，并利用每一周波ＴＡ饱和前的输出计算故障方向、电流幅值等信息。试验结果证明所提出的技术是可行的。本项技术为在配电自动化开关中只安装测量ＴＡ，同时完成高精度电气量测量及故障检测功能奠定了基础。     

线路两相短路故障电流控制的新方法

两相短路后,传统方法是切除故障线路,但这可能导致系统潮流大转移并可能引起系统不稳定,造成大面积停电事故。为此提出一种新型的故障电流控制器及与之对应的控制方法。故障电流控制器由串联变压器、并联变压器、2个可调电感以及有载调节开关构成,嵌入在线路的两端,工作时等效于电压源和电感的串联。两相故障后,改变与并联变压器原边相连开关的位置,将改变故障电流控制器等效电压源电压的相位,使故障相线路发送端(接受端)的电压源电压与超前(滞后)于故障相的电源电压同相,再协调控制2个可调电感,能独立控制其等效电压源电压的幅值和电感值,适当地控制这2个分量,能控制故障相间的线电流等于正常电流,该状态下线路的故障电流不仅为0,同时故障线路的电流也等于其正常运行时的电流,并在此基础上提出了两相短路故障电流的控制策略,建立了与之对应的控制系统。该方法能保持故障线路的继续运行,提高了线路供电的可靠性。实验证明了故障电流控制器能控制故障线路上的电流,使其等于正常运行电流,同时理论分析和仿真结果也证明了提出的故障电流控制器以及与之对应的两相短路电流的控制原理、控制策略的正确性。     

双馈风电机组在电网对称故障下低压穿越仿真

以双馈式风力发电机（DFIG）为主体的大型风力发电机组在电网中所占的比例快速提高,为了确保风电接入电力系统运行的可靠性、安全性与稳定性,电力系统对并网风力发电机在电网故障,特别是电网电压骤降故障下的低压运行能力提出了更高的要求。文中介绍了电网对称故障时DFIG的暂态特性,通过对转子电流与定子磁链的关系分析得出优化转子侧变换器控制策略的方案,通过配合改进网侧变流器控制方法为DFIG在电网电压跌落期间提供了一个稳定的直流母线电压,从而使电网对称故障时的定转子过电流和直流母线侧过电压的情况得到解决。在研究模型的基础上,通过改变转子侧和网侧变换器控制策略的Matlab模型进行仿真实验,结果表明该方案对于对称电压跌落故障时的LVRT有一定的可行性。