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电网电压对称骤升下双馈风力发电系统的改进控制策略研究 下载:69 浏览:471

邹乐1 吴学光2 寇龙泽2 李威1 《电网技术研究》 2020年11期

摘要:
该文基于双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG),在电网电压对称骤升下,对电网电压与转子电流之间的暂态过程进行详细的理论推导,提出一种有效抑制转子过电流的控制策略,并针对网侧变换器传统控制方法作出相应的改进。在不增加任何硬件设备的情况下,转子侧和网侧分别附加转子电流抑制(rotor current suppression,RCS)和外环电网电压控制(grid voltage suppression,GVS)措施,并给出详细的控制框图。该控制方法不仅可以减少Crowbar装置频繁动作致使转子侧变换器快速短接的问题,而且充分发挥风电机组自身的动态无功支撑能力,保证风电机组在电网电压故障骤升期间不脱网运行,有效提高双馈风力发电机的高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)能力及风电机组运行的可靠性。最后,在PSCAD/EMTDC中对所提出的控制策略进行仿真建模分析,验证了该控制方案的有效性和可行性。

基于稀疏电压幅值量测的配电网故障测距 下载:92 浏览:455

贾科 董雄鹰 李论 冯涛 毕天姝 《电网技术研究》 2020年9期

摘要:
目前的配网故障测距算法大多依靠短路迭代计算或模拟大量故障选取最匹配的故障点来实现测距功能,该类方法计算繁琐,且容易得到伪故障点,为此提出了一种基于稀疏电压幅值量测的配网故障测距方法:将故障点的正序注入电流等效为故障区域两端节点的虚拟注入电流;利用支路追加法推导了节点阻抗矩阵所含特性,证明了将节点电压方程元素取幅值的可行性,以及测点分布需要满足的条件;利用压缩感知理论求解欠定的节点电压方程,定位故障区域;求取故障区域两端节点电压和等效阻抗,实现故障测距。文中方法对测量数据无严格同步要求,所需采样频率为4 k Hz,所需故障后数据时间窗长较短(故障后25 ms)。基于33节点的多电源配电系统的仿真数据表明,文中方法仅需7个测点,即可有效定位故障区域并实现故障测距,且受故障类型、过渡电阻、负荷变化影响较小,具有一定的抗噪声能力。

基于非线性扰动观测器的光伏并网逆变器直流侧母线电压控制 下载:73 浏览:444

刘鑫蕊 高超 王智良 《电网技术研究》 2020年8期

摘要:
光伏并网发电系统中,当光伏板输出功率突变时,直流侧母线电压波动幅度较大,若控制不当,将直接影响系统的正常工作。为提高母线电压的控制性能,提出一种基于非线性扰动观测器的直接功率控制方法。该方法无需增加额外的传感器,利用扰动观测器,对光伏板输出功率进行实时观测,并将其作为前馈量加入到功率内环,使功率内环给定含有输入功率信息。针对功率内环,重新定义了控制输入量,省去了同步旋转坐标变换环节。详细介绍了观测器及功率内环的设计过程,并给出内外环参数整定方法。最后通过仿真验证了所提方法的正确性和有效性。

三相四桥臂逆变器不对称故障穿越限流控制及电网电压支撑改进策略 下载:72 浏览:502

雷金勇1 葛俊2 谈赢杰1 帅智康2 胡洋1 肖敏2 《电网技术研究》 2020年7期

摘要:
当电网发生不对称故障时,并网逆变器自身限流控制及支撑故障电网的能力决定了系统运行的可靠性。为解决该问题,首先,对三相四线制并网系统中瞬时功率关系进行分析,获得以功率波动抑制为目标的三相四桥臂逆变器进网电流各序分量的参考表达式。然后,通过与不同的电压跌落深度和功率因数进行对比,得出中线电流为最大相电流幅值的重要结论,并给出三相四桥臂逆变器能提供的最大有功和无功功率。在此基础上,提出了基于最大相电流约束和改进无功注入曲线的三相四桥臂逆变器不对称故障穿越策略,在满足并网逆变器自身安全情况下优先注入定量无功功率,从而实现了对故障电网电压的有效支撑。最后对传统方法及文中所提方法进行了对比仿真研究,结果验证了提出方法的可行性和有效性。

热老化对于核电压力容器用钢16MND5冲击行为的影响 下载:84 浏览:368

邢睿思1 陈旭1 谢国福2 杨志海2 《核工业与技术》 2018年9期

摘要:
研究了不同热老化温度下核反应堆压力容器用钢16MND5冲击性能的演化情况。结果表明,热老化能够引发材料韧性下降,脆性上升。具体表现为材料韧脆转变温度的升高,冲击断口由韧性断裂为主的破坏形式逐步转化为脆性断裂为主的破坏形式,同时当老化时长达到一定程度时,韧性不会进一步降低,说明老化引起的脆化具有一定的极限值。因此,在工程领域考虑热老化引起的材料脆化时,既要考虑到老化引起脆化的危险性,同时也应合理估量脆化的影响程度。

提高海上风电场经MMC联网系统故障穿越能力的柔性泄能电阻控制策略 下载:79 浏览:507

蔡婷婷 穆钢 严干贵 刘洪波 《电网技术研究》 2020年2期

摘要:
离岸较远的海上风电场经模块化多电平换流器型高压直流(modular multilevel converter high voltage direct current,MMC-HVDC)联网较交流联网有技术优势,但直流系统会因电网扰动而闭锁,影响风电功率外送。为提高直流系统抗扰动能力,构建了一种提高风电场经直流联网系统低电压故障穿越能力的柔性泄能电阻方案,具有对风电运行工况和故障强度的广泛适应性。研究了风电运行工况及故障强度对直流系统闭锁的影响,提出了系统的故障穿越安全域。分析了泄能电阻阻值设计原则,给出了柔性泄能电阻阻值的边界。设计了适用于不同风电运行工况的柔性泄能电阻投切控制策略。仿真结果表明:柔性泄能电阻控制策略可以在不同风电运行工况和故障强度条件下有效防范直流系统的闭锁,改善海上风电场经MMC-HVDC联网系统运行的安全性。

基于自适应滤波的并联逆变器谐振抑制策略 下载:73 浏览:497

陈来军1,2 黎立丰1 郑天文1,3 郭岩1 梅生伟1,2 《电网技术研究》 2020年1期

摘要:
逆变器是新能源发电系统的核心装置。然而,由于逆变器可能呈现负阻抗特性,并联逆变器系统存在较大的谐振风险。谐振现象不但严重影响并网的电能质量,还可能危及电网安全稳定运行。针对上述问题,首先建立了电压控制模式下逆变器的等效阻抗模型,分析了逆变器阻抗特性与控制延时间的解析表达和定量关系,指出其负阻抗特性会随着控制延时的减小而减弱。在此基础上,提出了基于自适应滤波算法的谐振抑制策略。该策略通过减小等效控制延时,重塑逆变器对外阻抗,实现了谐振抑制。最后,通过仿真及实验验证了所提谐振抑制策略的正确性和有效性。

考虑分布式电源影响的分层分区精细化切负荷方法 下载:77 浏览:499

张宇超1 吴文传1,2 李正烁1 袁宇波3 王黎明1,4 《电网技术研究》 2019年12期

摘要:
直流输电故障或失去大电源时,需要快速切除部分负荷以保持受端系统稳定。传统紧急切负荷策略比较粗放,同时受端系统可能存在大量分布式电源,不恰当的切负荷控制会引起配电网过电压导致分布式电源脱网,从而引起更大停电风险。提出了一种分层分区的紧急切负荷系统架构,将待切负荷配电网划分成若干个分区。针对每个分区,通过本地测量辨识外网等值的模型参数,并建立考虑外网等值的切负荷优化模型。利用二阶锥松弛技术将该模型转化为可被有效求解的二阶锥规划模型。

结合Tikhonov正则化的电压行波精确检测方法 下载:77 浏览:497

李泽文1 杜昱东1 林依勤2 赵廷1 肖仁平1 《电网技术研究》 2019年11期

摘要:
为解决行波信号经过专用电压行波传感器传变后不能真实反映一次侧行波波形特征的问题,提出了一种结合Tikhonov正则化理论的电压行波精确检测方法。该方法选取集中参数传递函数模型作为专用电压行波传感器的正演传递模型,然后利用离散反卷积方法进行电压行波波形反演,并引入Tikhonov正则化理论解决反演过程中出现的病态问题,实现电压行波的精确检测。仿真和实验综合测试结果验证了该检测方法在微弱故障情况下能够有效可靠地检测行波信号,及其在不同故障情况下的适用性,有望促进行波保护技术的实用化。

一种有功备用式光伏虚拟同步控制策略 下载:66 浏览:459

张海峥1 张兴1 李明1 张行1 管玮琦1 赵为2 《电网技术研究》 2019年9期

摘要:
传统光伏逆变器多以最大功率跟踪方式运行,不能进行有功调频和实现有功功率灵活可控。此外,以传统光伏逆变器改造的光伏虚拟同步发电机(photovoltaicvirtual synchronous generator,PV-VSG)多配备储能电池,但储能电池成本昂贵,逆变器改造成本较大,针对上述问题,提出一种有功备用式光伏虚拟同步发电机控制策略,使传统光伏逆变器在不增加储能、不改造电路的情况下,具有调频调压功能,并实现了有功备用及有功功率的灵活可控。针对以往研究的不足,首先研究了PV-VSG有功备用的运行机制,并提出一种有功备用式PV-VSG控制策略,并对其进行数学建模。然后对光伏发电系统的稳定运行区域进行研究,提出最低电压限制方法,最后仿真验证了文中所提控制策略的可行性。仿真结果表明:该控制策略使传统光伏逆变器在无储能的情况下通过有功备用方式实现虚拟同步功能,并能稳定运行于光伏曲线右半平面。

微电网经济型二次频率和电压控制的多目标优化模型及仿真验证 下载:73 浏览:497

刘澧庆1 吴宁2 张焕亨2 吴亮2 刘明波1 唐翀1 《电网技术研究》 2019年9期

摘要:
在孤岛运行的微电网中,新能源出力具有不确定性,负荷变化速度快,致使基于预测的日前调度与实际情况存在较大偏差,因此需要在频率和电压的控制中考虑运行经济性。然而二次频率控制、二次电压控制和经济运行三者存在耦合,但同时控制三者可能会存在相互冲突。为实现三者之间的协同配合,构建考虑微电网经济运行与二次频率电压控制的多目标统一优化模型,采用规格化法平面约束法(normalized normal constraint,NNC)求取其帕累托最优解集,并从帕累托最优解集中选取折中解作为二次控制的信号,再传递给一次控制,完成最优经济运行下的频率和关键节点电压恢复。最后,在Matlab/Simulink平台上搭建电磁暂态仿真模型验证该多目标优化模型的有效性。

±500kV张北柔性直流电网单极接地故障健全极母线过电压产生机理 下载:87 浏览:498

赵翠宇 齐磊 陈宁 崔翔 马江江 《电网技术研究》 2019年9期

摘要:
为实现我国间歇式清洁能源大规模、远距离消纳,服务低碳奥运,国家电网公司拟在张北建设±500 kV可再生能源柔性直流电网示范工程,是世界上首个具有网络特性的直流电网工程,且与以往工程不同的突出特点是采用架空线构成金属回线网络。建立了基于实际拓扑结构的过电压仿真模型,仿真了直流电网不同位置发生单极接地故障时各换流站的母线过电压水平,发现存在健全极过电压比故障极过电压更大的特殊现象。根据实际物理意义对健全极过电压进行分解,并分析影响程度,得出产生健全极过电压的根本原因是中性点电位抬升的结论;基于金属回线网络的电路结构,研究了接地极电阻、金属回线限流电抗器参数对中性点电位抬升的影响程度,为其他工程的绝缘配合提供理论指导。

基于限流电感电压的多端交直流混合配电网直流故障检测方案 下载:75 浏览:502

祁晓敏1,2 裴玮1,2 李鲁阳1,2 肖浩1 孔力1,2 《电网技术研究》 2019年9期

摘要:
直流故障的快速准确检测是多端交直流混合配电网亟需发展的关键技术之一。直流故障电流上升速度快、故障影响范围广,传统的交流故障检测方法不再适用于直流故障。该文提出一种基于直流线路限流电感电压变化率的多端交直流混合配电网直流故障快速检测方案。首先,详细分析了多端交直流混合配电网的直流故障特性,在此基础上,提出了利用直流线路单端限流电感电压变化率检测直流故障的方法。接着,设计了完整的识别故障线路、判断故障类型和故障极的故障检测方案,并研究了相应的阈值选取方法。最后,通过MATLAB仿真平台对所提故障检测方案进行了仿真验证,仿真结果表明所提方法不受过渡电阻、故障距离、以及换流站功率反转的影响,能够在故障后迅速确定故障线路、故障类型以及故障极,实现直流故障的快速准确检测,为多端交直流混合配电网保护系统的设计奠定了基础。

基于电压变化率故障检测的高压直流断路器保护策略 下载:71 浏览:482

李威1,2 吴学光1,2 常彬3 刘栋4 邹乐1,2 《电网技术研究》 2019年8期

摘要:
快速检测故障并准确实现故障隔离是柔性直流电网的基本运行要求。为提高直流电网运行的可靠性,以典型的4端口柔性直流输电工程为研究对象,针对工程中应用的高压直流断路器提出了一种就近检测电压变化率(rateofchange of voltage,ROCOV)的高压直流电网保护控制策略,通过对保护原理的分析提出了保护所需要的故障判据,并给出了动作阈值的整定方法。此外在目前的直流电网保护策略基础上进行了改进,针对易发生保护误动的情况具体地提出了抗扰动的方法和区分区内区外故障的控制策略,最后在PSCAD/EMTDC中搭建了4端口柔性直流输电模型,对不同的工况和故障进行仿真,验证了方法的准确性以及保护动作的选择性、可靠性和速动性,并证明了该方法具有一定的抗干扰性和抗过渡电阻的能力。

串并联多功能复合控制器拓扑结构研究 下载:80 浏览:486

尹靖元1 武文2 吴理心1 霍群海1 韦统振1 《电网技术研究》 2019年8期

摘要:
近年来,仿照交流FACTS的思想,提出了直流FACTS的概念,并系统地研究了直流电压补偿器、直流潮流控制器、直流故障限流器等直流FACTS装备及其在电网中的应用特性。为进一步提升直流FACTS装备的性价比,借鉴交流FACTS多功能复用的研究成果,提出了一种串并联接入直流线路的新型多功能复合控制器拓扑结构,使其同时具备电压补偿、潮流控制和故障限流阻断等多种功能。对多功能复合控制器的运行机理和主电路参数设计进行研究,同时仿真和实验验证了该拓扑在直流线路应用的可实现性。

含高渗透率分布式电源的独立微网的稳定性研究综述 下载:96 浏览:512

万千夏 成军 管霖 吴成辉 《电网技术研究》 2019年8期

摘要:
含高渗透率分布式电源的独立型微网受自然环境条件和经济性的约束比较大,运行中缺乏大电网的支撑,同时换流器等电力电子设备的大量使用都将导致其稳定性问题相较于传统电网具有新的特征,也因此成为了研究的关键。总结归纳了微网稳定性的特点,指出将传统电力系统稳定性定义应用于微网时存在的问题,并给出含高渗透率DGs独立微网的稳定性定义和稳定性分类;分别从小信号稳定性、暂态稳定性和电压稳定性3个方面梳理评述了微网稳定性的分析方法;讨论了保障微网小信号稳定的控制方法和提高微网暂态稳定性的技术措施;最后总结展望了含高渗透率分布式电源的独立微网稳定性尚需进一步深入研究的关键问题。

高压输电线缆增加敷设段长研究 下载:15 浏览:166

高飞1 黄磊2 张蕾1 张瑞永2 刘静3 吴述关2 《电气学报》 2020年12期

摘要:
传统高压单芯电缆设计分段长度偏短,导致电缆接头数量急剧增加,造成接头价格昂贵,工程投资随之上升,电缆运行的故障概率也相应提高,增大单段长度可有效解决这一问题。对金属护套感应电压和护套环流进行计算研究,推算出最大可能的敷设段长。使用解析公式和仿真计算两种方法,对220kV输电线缆在不同的接地方式、不同的排列方式下的金属护套感应电压进行计算,给出了可行的最大敷设段长,并对两种计算方法所得结果进行了对比。分析了负载不平衡或段长不平衡对护套环流的影响,对段长增加后不平衡负载或段长时的护套环流进行了仿真计算,提出最大敷设段长的选取还应考虑不平衡状态下的护套环流是否超限。

中性点非有效接地系统电磁式电压互感器铁磁谐振问题研究 下载:20 浏览:158

许贵民 姚帅 尹红霞 《电气学报》 2020年11期

摘要:
主要对中性点非有效接地系统电磁式电压互感器铁磁谐振问题进行研究。首先介绍了电压互感器铁磁谐振产生的根本原因,即铁磁材料磁导率随着所施加电压或流过电流的持续增大反而降低,引起励磁电抗急剧减小,从而引发谐振;接着介绍了铁磁谐振分类,包括基频谐振、高频谐振和分频谐振;然后重点分析了电压升高与电流增大对谐振的影响,分别介绍了中性点非有效接地系统单向接地时的中性点电压变化轨迹,并给出了可能产生谐振的区间范围,介绍了电压互感器三相励磁电抗不同饱和程度对铁磁谐振产生的影响;最后介绍了几种常用的谐振消除方法。所介绍内容能够为电网运维检修人员以及互感器设计人员提供理论参考和经验借鉴。

减小电容容值的H桥级联型STATCOM电容取值分析与直流电压控制 下载:81 浏览:505

杜少通1 谭兴国1 周娟2 《电网技术研究》 2019年1期

摘要:
减小电容容值的H桥级联型静止同步补偿器(cascade H-bridgestatic synchronous compensator,CHB-STATCOM)采用薄膜电容可提升装置可靠性,但容值减小会对直流侧电压峰值和波动量、装置输出感性电流范围造成影响,且调制标幺方式和直流侧电压控制目标与传统STATCOM不同,为此,对减小电容容值的级联型STATCOM电容取值进行分析并建立一种直流电压控制方案。推导直流侧电容容值与电容电压的解析关系,以调制输出范围为约束条件,电容峰值电压一定时,求得电容取值与直流侧电压波动量、STATCOM输出感性电流范围的关系,并进行分析。推导功率单元电容电压与其瞬时功率的关系,对比不同被控量下控制系统数学模型,选取直流电压控制的被控量,建立直流电压的三级控制方案。仿真及实验结果验证了电容取值分析与控制方案的有效性。研究结果可为减小电容容值的级联型STATCOM电容取值提供理论参考,可满足电容电压的控制要求。

考虑小水电接入的微电网中风机电压频率协调控制研究 下载:22 浏览:172

申钰辉 《电气学报》 2020年9期

摘要:
分布式电源输出功率的波动性以及间歇性会给微电网的电压频率稳定带来挑战,尤其是当微电网以孤岛模式运行时影响更加明显。构建了小型水利发电的同步发电机模型,并在双馈风机的有功和无功控制的基础上提出了双馈风机的电压频率协调控制策略,通过引入f环节和d环节来抑制风机端电压的波动。基于PSCAD软件构建了微电网实际算例模型,对比分析了协调控制与传统控制下的微电网电压频率特性,验证了所提出控制策略的有效性。
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