大直流弱送端系统的调相机关键参数及无功策略优化方案研究

用于将新能源送出的鲁固、天中等大容量直流输电通道的起点均建设在偏远地区,网架薄弱、直流故障后过电压问题较为突出,直接限制了直流输电能力和新能源消纳比。结合大直流弱送端系统对调相机技术的要求,提炼出关键电气参数并给出优化方向,仿真结果验证了关键参数对提高调相机抑制暂态过电压性能的有效性。然后综合协调换流站滤波器、调相机及近区变电站低容电抗,给出大直流弱送端系统无功电压协调优化控制策略,最后结合某特高压直流弱送端系统验证了该策略的有效性,为调度运行提供技术支撑。     

基于PSCAD的CIGRE HVDC模型控制系统研究

高压直流输电系统稳定运行的关键是整流侧的控制特性与逆变侧的控制特性能够协调配合.针对PSCAD中CIGRE的HVDC模型的控制系统做具体分析,研究不同控制特性在模型里面的应用,并在逆变侧设置短路故障,研究在故障时和故障结束后整流侧和逆变侧控制特性的变化,根据故障前后电流电压波形,验证控制系统维持稳定运行能力.     

特高压直流系统逆变侧交流母线短路对换相失败的影响

换相失败是高压直流输电逆变系统最常见的故障之一,在换相失败机理的理论分析基础上,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立了对应的±800 kV双 12脉动特高压直流输电仿真系统.模拟了逆变侧交流母线在三相短路、单相接地短路时的特高压直流系统电磁暂态过程,分析了故障时交直流侧电压、触发延迟角、关断角等因素的变化对换相失败的具体影响.     

基于多角度预测的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略

提出了一种基于多角度预测的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略.结合定关断面积预测法和零序检测及αβ转换预测法的优势综合得出关断角参考值γref,利用关断角参考值γ_(ref)和关断角设定值γ_(set)的差值获得无功补偿量,附加至电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)的外环无功控制环节,调节其故障后发出的无功功率,提升电网换相换流器高压直流输电(LCC-HVDC)抵御换相失败的能力.该方法不依赖于对LCCHVDC关断角的实时测量,在实际工程中更易实现.采用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了算例仿真分析,仿真结果证明了该控制策略的有效性.     

HVDC逆变器动态无功需求峰值的快速近似计算

安装动态无功补偿装置有利于提高受端系统的电压稳定性.文中提出了一种大扰动后逆变器动态无功需求峰值快速近似计算方法,用于确定动态无功补偿装置容量.通过对直流控制系统的深入分析,确定故障恢复过程中的直流控制方式并保留起主要作用的直流控制环节;明确决定逆变器动态无功需求曲线的要素并分析其受故障程度的影响,阐明不同程度扰动下逆变器动态无功需求峰值相对固定的机理;忽略扰动程度的影响,对系统参数作适当处理,用一条峰值最大的动态无功需求曲线近似估算不同程度扰动后的动态无功需求曲线;对上述简化直流系统列写微分方程,求解出动态无功需求峰值;利用该估算值确定受端系统应该加装的动态无功补偿装置容量.楚穗直流PSCAD/EMTDC模型的仿真结果验证了逆变器动态无功需求峰值估算值的准确性和文中动态无功补偿装置容量设计方法的可行性.     

基于多故障状态分离和转移评估的受端系统动态无功规划

大容量受端系统的动态电压稳定性是影响电网安全稳定运行的一个重要因素,有必要对受端系统进行充分的动态电压支撑。定量评估动态电压支撑前后的系统各种经济损失是动态无功规划的关键。本文首先分析了多馈入受端系统受到大扰动后的状态转移过程,基于状态分离费用和状态转移费用的评估,提出了完整的动态无功规划优化模型,能够恰当描述受端系统内部故障和馈入通道故障引发的各种失稳情景。基于该模型进行了广东受端电网2008年和2010年的动态电压支撑优化计算,得到了兼具安全性和经济性的动态无功综合补偿方案。     

基于状态分离和转移费用评估的受端动态无功规划

大容量受端系统的动态电压稳定性是影响电网安全稳定运行的一个重要因素,因此有必要对受端系统进行充分的动态电压支撑.定量评估动态电压支撑前后系统的各种经济损失是动态无功规划的关键.文中首先分析了多馈入受端系统受到大扰动后的状态转移过程,然后基于对状态分离费用和状态转移费用的评估,提出了完整的动态无功规划优化模型,以描述受端系统内部故障和馈入通道故障引发的各种失稳情景.最后,采用该模型对广东省受端电网2008年和2010年的动态电压支撑进行了优化计算,得到了兼具安全性和经济性的动态无功综合补偿方案.     

VSC-HVDC系统保护策略的研究

目的对基于电压源换流器的高压直流输电系统（VSC—HVDC）的保护策略进行分析,为保护装置的研究提供依据。方法通过在PsCAD／EMTDC软件环境下对系统中常见的两大类故障——破坏性故障和非破坏性故障进行仿真,从结果中提取了故障特征,并据此提出相应的保护策略。结果1）对于破坏性故障,由于控制失效,只能进行闲锁跳闸,并在适当位置安装熔断器;2）对于非破坏性故障,对故障端功率进行“软关断”。结论仿真实验结果表明,上述两种保护策略是有效可行的。     

基于谐波及直流电流变化的换相失败预测

高压直流输电(high voltage direct current transmission,简称HVDC)系统中换相失败是最常见的故障.换相失败的预测与关断角的计算精度密切相关,谐波和直流电流的变化对关断角的计算精度有不可忽视的影响.分析直流变化和谐波对换相过程影响的机理,推导改进的关断角计算公式.提出基于改进关断角的预测换相失败的方法.通过不同次数谐波的对比实验,验证基于改进关断角预测方法的有效性.实验结果表明该文方法的准确率非常高.     

海上风电经混合直流并网的控制策略

海上风电经混合高压直流输电系统并网,能有效融合传统高压直流及柔性直流输电系统的优点,具有广泛应用前景.分析整个系统的拓扑结构、推导相关数学模型,提出改进的协调控制策略.在PSCAD/EMTDC软件中构建相应模型,分析风速波动条件下风电场的风速跟踪性能、逆变侧故障状态下采用不同控制策略时系统的暂态特性.仿真结果表明:风电场输出的有功功率、无功功率能随风速的波动而变化,系统具有良好的风速跟踪能力;改进的控制策略能有效提升系统直流电压的稳定性、抑制有功功率的波动、降低故障带来的冲击、加快恢复系统的稳定状态,适用于海上风电并网.     

基于机器学习优化换流站调相机稳态无功的方法

提高换流母线电压的暂态稳定对保障直流输电安全运行具有重要作用。在研究调相机与交流滤波器稳态输出无功协调对换流母线电压暂态稳定性影响的基础上,采用基于多二元表描述的电压暂态稳定裕度指标和支持向量机,提出了基于换流站母线电压和稳态无功协调状态预测母线电压暂态稳定裕度的回归建模方法,进一步利用回归模型,提出了提高换流母线电压暂态稳定裕度和降低系统网损的调相机与交流滤波器稳态无功协调优化方法。最后,利用雅中直流馈入江西电网的电力系统分析综合程序PSASP(power system analysis software package, PSASP)计算分析模型,验证了所提无功协调优化方法提升南昌换流站母线电压暂态稳定性的有效性。仿真结果表明优化方法能够充分挖掘调相机基于动态无功支撑提高换流母线电压对严重故障扰动保持暂态稳定的能力,同时减少交流滤波器的投运数量。     

结合频率预测的虚拟同步发电机自适应参数控制策略

在基于虚拟同步发电机的逆变器控制模块中加入频率预测环节,得到系统受扰动后频率的最低值或最高值。基于预测的频率最值,在满足储能释放最大容量不变和逆变器输出功率不超过额定容量的前提下,利用逆变器参数能够实时调节的优势,增大虚拟转动惯量和阻尼系数的整定区间。结合更灵活的参数取值方法,提出转动惯量和阻尼系数协调控制策略,从而改善受扰动后系统频率和输出功率的恢复效果。根据二阶系统响应指标要求,给出参数整定方法。最后,利用Matlab/Simulink仿真,在孤岛和并网模式下验证所提控制策略的有效性。     

SVG的相位偏差控制研究

以电力电子器件控制作为实现手段，分析了双三点式SVG逆变电源相移控制的工作原理，同时根据等效电源与系统电源之间的相角差以及它们与系统输入无功之间的对应关系，提出了实现无功功率同步控制的基本思想。即相移法控制的基本思路．给出了双三点桥式逆变电源在不同情况下各有关电量的仿真曲线．     

轻型高压直流输电系统的MATLAB仿真

文章分析了轻型高压直流输电的基本原理,通过采用定直流电压、定交流电压的控制方式,建立了基于MATLAB的轻型直流输电系统的仿真模型,并以一个单机系统为例,分析了系统的控制模型。通过对三相接地短路的分析,验证了所建立的仿真模型和控制系统的正确性和合理性,为进一步研究轻型直流输电系统的物理模型奠定了理论基础。     

分布式发电系统并网逆变器输出功率的自适应控制

针对分布式发电系统中三相电压源型PWM并网逆变器控制问题,考虑滤波电感及其寄生电阻在实际中会发生不确定变化的情况以及外部干扰的存在,提出了并网逆变器输出功率的自适应控制方案,通过控制逆变器输出电流实现对输出功率有功和无功分量的解耦控制,实现了并网系统单位功率因数运行,同时保证直流母线电压的平稳。理论分析和仿真结果证明了所采取的控制策略的可行性和有效性。     

单级式功率解耦光伏逆变器研究

研究了单级式光伏逆变器,改进后得到单级式功率解耦光伏逆变器,可在单级中兼顾完成最大功率点跟踪(MPPT)控制和输出电压控制。利用状态空间平均法建立了系统数学模型。提出了改进的单级式功率解耦逆变器,有效增大直流侧输入电压范围。根据拓扑特性,提出了改进的SPWM控制方法。解决了MPPT和输出电压之间的协调问题。最后通过仿真和实验,证实该拓扑的合理性和可行性。     

比例谐振双馈风力发电双PWM变换器的研究

双PWM变换器是双馈风力发电系统的控制核心,传统的控制方式多是结合PI控制器的。在电网不平衡的情况下PI控制方法很难保证控制需求。本文采用了PR（比例谐振）控制方法,该控制器可以在保证系统无静差输出和转子侧有功功率和无功功率解耦控制的同时,省去耦合项和前馈补偿项,减少坐标变换的次数,还可以有效的减小电网频率偏移对逆变器输出电感电流的影响,从而提高了控制算法的精度和电网的电能质量。通过仿真试验结果分析验证了系统的可行性与正确性。     

新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析

将三相不对称的交流电源用正序和负序电压表示,用傅里叶分析方法计算了正序和负序电压传递到直流侧的谐波电压的规律,将这一理论应用到基于感应滤波的直流输电系统,计算在交流系统故障时,直流侧电压谐波的数学表达式,比较在同样的交流系统故障条件下,基于感应滤波的直流输电系统在抑制直流侧谐波幅值方面优于传统的直流输电系统,最后参考实验室基于感应滤波的直流输电系统模型,对输电系统在交流系统故障下的直流电压谐波进行了动模实验.结果表明,由于在感应滤波换流变压器的第三绕组接入2,11,13次LC滤波器,使直流电压中含量高的低次谐波大大减少,直流输电系统谐波不稳定得到一定的抑制。     

基于PSCAD的双馈风电机组低压穿越控制策略

随着风电机组装机容量的不断增加,风电场并网规范对风电机组的运行要求越来越严格,要求具有外部电网故障下不脱网运行（低压穿越）的能力.为了研究双馈风电机组（DFIG）在低压穿越控制策略的优化方面提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab/Simulink仿真环境下所建模型在动态性能方面存在的不足,采用PSCAD仿真软件建立了双馈风电系统的动态仿真模型.通过分析电网对称故障时DFIG的暂态特性,并对转子电流与定子磁链的关系分析得出涉及定子磁链动态过程的改进矢量控制方案,配合转子侧Crowbar保护电路,并对网侧变流器进行有功和无功功率的解耦控制,从而使得电网对称故障时转子过电流、直流母线电压和转矩剧烈波动的情况得到了解决.     

融资约束如何影响出口边际：来自我国制造业行业的证据

研究了一种适用于兼顾无功补偿的微网光伏并网逆变系统,提出一种单相光伏逆变器的复合控制方法.根据单相光伏逆变器的功率平衡原理,推导出光伏逆变器的直流侧二次纹波电压的大小,由此进行校正补偿消除逆变器输出的三次谐波电流.光伏单相并网逆变器的前馈基波调制信号可由其稳态数学模型得出,从而进行输出电流快速前馈控制,然后利用无差拍控制器来实现输出电流的闭环控制,从而形成了前馈+反馈的复合控制方法,可以实现单相逆变器输出电流的快速、无差跟踪.实验和仿真结果表明了本文所提出的复合控制方法能够提高光伏并网逆变器的工作性能,并改善微网的电能质量.