含逆变型分布式电源的微网故障特征分析

微网中的微电源大多是逆变型分布式电源,其故障特征不同于传统的同步发电机,详细分析逆变型分布式电源的故障特征,以及由此类电源组成的微网的故障特征是微网保护的基础。在DigSilent仿真软件上建立了恒功率控制和恒电压频率控制的逆变型分布式电源,以及孤岛和并网2种运行模式下微网的仿真模型,分析线路发生不同故障时电源侧及故障...     

微网对配电网保护的影响分析

为解决分布式电源接入微网后对微电网保护的影响,针对微网中分布式电源的特点,建立微网仿真模型。在仿真模型的基础上,分析微网并网后分布式电源对配电网保护的影响。根据分布式电源与保护的位置关系,讨论当线路不同位置短路时,分布式电源产生的流过保护的故障电流大小和方向。根据故障电流的特点,得出微网接入配网时对配电网保护的影响。     

含DG的配电网系统谐波分布特性研究

为分析含DG的配电网谐波分布特性,首先基于DG与配电网耦合系统拓扑结构推导出谐波耦合导纳矩阵,其表明阻抗网络参数变化会影响谐波分布。然后给出含有DG的配电网数学模型,从理论上分析出配电网中谐波电压畸变率的变化规律的影响因素。最后基于PSCAD搭建了分布式电源与配电网联合仿真系统,针对分布式电源(风力发电,太阳能发电)不同出力、不同位置,仿真分析分布式电源对配电网谐波分布的影响。仿真研究结果表明:DG的分布位置,不同出力直接影响配电网谐波分布。该研究结果对分布式电源的选址和定容有重要的参考价值。     

微网综合控制与分析

考虑到微网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计。基于下垂特性的电压/频率(V/f)控制实现了负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,且在微网孤岛运行时能为微网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制。通过对微网孤岛运行模式和联网运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷以及微网内某一电源功率变化3种情况下的运行特性进行分析,获得了微网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f综合控制策略的正确性和有效性。     

含有逆变器的微网保护方法的研究

微网故障检测与保护的研究是配电网领域的热点问题。文中首先分析了微网保护面临的主要问题,然后提出了一种新的对含有逆变器分布式电源的微网内部故障的保护方法:实时计算分布式电源等效工频阻抗幅值的变化情况来识别微网内部线路故障;利用不平衡电流来识别微网内部负荷故障;最后基于PSACD/EMTDC搭建的仿真模型验证了新方法的正确性。     

基于BP神经网络预测的微网系统dq轴谐波阻抗的主动测量策略

随着分布式电源的大量接入,微网系统的谐波阻抗测量更具有动态性和不确定性,对系统谐波阻抗的主动测量是谐波分析、滤波器设计等的重要基础。当分析微网系统的稳定性时,其dq轴谐波阻抗参数的获得显得至关重要。文章中对微网系统诺顿等效电路的dq轴谐波阻抗进行了理论的推导,建立了RL系统谐波阻抗模型。为了提高预测精度,文章引入了BP神经网络预测模型,介绍了其核心算法梯度下降原理,并建立了基于系统dq轴谐波阻抗的预测模型。然后为了得到不相关的注入谐波电流矢量以求解系统谐波阻抗矩阵,文章中介绍了旋转电流相量法,主动获得系统dq轴谐波阻抗。对微网系统dq轴谐波阻抗的测量和预测进行了仿真验证,其仿真结果证明了文章中所提策略的有效性。     

基于低电压的反时限微网保护方案

针对由逆变型分布式电源组成的微网,在低电压保护的基础上,利用距离保护的一部分思想,提出了低电压反时限微网保护方案。对比传统的保护方案,在不同短路故障情况下,对保护原理和动作特性、保护之间的配合进行了研究,并研究分析含有直接接地的旋转式微源的微网,以及过渡电阻等特殊问题对于低电压反时限保护方案的影响,并提出改进建议。在MATLAB/Simulink环境下建立了含有不同控制方式的分布式电源的微网模型,并在此基础上对保护方案进行仿真验证,仿真结果表明该方案在微网并网和孤岛条件下,均有良好的动作性,而且具有较快的切除故障能力,并有一定程度的抗过渡电阻能力。     

基于微网有源滤波装置谐波检测与抑制的研究

由于微网能够改善分布式能源的利用效率，提供不间断的电源，近年来得到广泛的发展和应用。但是微网里含有大量的非线性元器件，在运行时产生大量的谐波，影响电力系统的安全稳定运行。为此，对微网的谐波检测与谐波抑制展开研究，利用基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法对谐波进行快速检测。同时，提出将无源滤波器与有源电力滤波器结合的方法对微网的谐波进行抑制。通过Matlab/Simulink搭建模型进行仿真验证可知，单一的无源滤波器不能满足滤波要求，而HAPF的谐波抑制方法具有较好的谐波抑制效果，验证了本文谐波抑制方法的有效性和可行性。     

含多种分布式电源的微网动态仿真

通过算例仿真研究了不同分布式电源配置方案下低压微网从并网模式向孤网模式转换的动态运行特性,获得了分布式电源的功率、微网电压和频率的变化规律。如果选择微型燃气轮机作为微网的功率支撑手段,在微网从并网向孤网过渡过程中,系统频率波动较大,且部分分布式电源有可能在低频保护动作下与电网隔离,不利于微网的稳定运行;增加储能设备后,储能设备对于微网的稳定运行可发挥重要的作用。采用下垂控制策略的蓄电池在微网孤岛运行时可以快速为系统提供有功、无功支撑,有效抑制了由于燃气轮机动态响应速度慢引起的电压和频率偏差。     

分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战

介绍了分布式发电、微网与智能配电网的基本概念和发展趋势,从分布式电源大规模接入的角度重点分析了分布式发电技术和微网技术对智能配电网的影响以及应重点关注的技术问题。分布式发电技术有助于充分利用各地丰富的清洁可再生能源,但分布式电源大规模的并网运行将会对电力系统的安全稳定和调度运行带来一定影响;微网技术通过不同层次的结构为各种分布式电源的并网运行提供接口,是发挥分布式电源效能的有效方式;智能配电网则可通过对微网的有效管理实现分布式电源的灵活接入与整个电力系统的安全、可靠、经济运行。最后,通过对三者的分析对实现智能配电网的思路与技术手段提出建议。     

基于改进正交理论的电网谐波电流检测算法及其应用

随着新能源分布式发电技术的发展,以微电网为代表的新型电网系统得到越来越多学者的关注。微电网中连接不同系统之间需要各种类型的电力电子设备,这将大量谐波电流引入到微电网系统中,对继电保护系统造成了一定的影响,引起系统稳定性下降等问题。因此针对微电网继电保护系统的谐波电流检测方法是研究热点之一。针对此类问题,根据改进正交理论,提出了一种改进正交分次谐波电流检测算法,相比其他的谐波电流检测方法,提出的算法物理意义清晰明确,运算简单、快速、准确。对提出的方法进行了理论分析介绍,仿真计算和实验结果验证了所提出方法的可行性。最后以电流保护为例,给出利用该算法的微电网继电保护系统谐波治理的方法。     

含多电源的送端电网谐波综合特性研究

大规模高压直流输电的飞速发展、分布式电源和电动汽车的高渗透接入,使得送端电网中谐波污染日益严重。送端电网的谐波由过去的低次谐波为主、特定次谐波含量较多的特点向宽频次转化。对以新疆电网为例的送端电网中火电、水电、风电及光伏发电等电源进行机理分析,确定了火电和水电可当作理想电源,而风电及光伏发电为谐波源。并分析了送端电网中的各类负荷,得到其谐波特性。继而,分析了谐波在各电压等级间的传递特性、多谐波源叠加机理以及不同电压等级间谐波相互作用机理。最后,利用ETAP软件对新疆电网中的谐波特性进行了仿真分析,验证了所归纳的送端电网谐波特性的正确性。     

基于分布式发电的微网系统建模研究

分布式电源的应用给电能质量带来这样或那样的问题,集成分布式电源和负荷的＂微网＂技术提供了较好的解决途径。对微网的概念和研究现状作了概括和分析,在此基础上针对微网系统中不同类型的分布式能源提出合理的建模方案,并对微网系统建模的未来研究方向进行了探讨。     

基于拉格朗日插值法的改进微网功率控制方法

基于分布式发电技术的微电网系统微电网相对传统电力系统有很多自身的优点,然而在实际运行中也会遇到许多问题。当负荷需求发生变化时,要求微电源的输出有功功率增大或者减小,则必定会造成微网频率频率的偏差,严重时可能造成电网崩溃。提出了基于拉格朗日插值法的微网改进功率控制方法。仿真结果表明,采用改进后的功率控制方法可以减少频率波动。验证了此控制策略的有效性。     

基于PSASP的光伏并网系统建模与稳定性研究

在PSASP仿真环境下,开发了光伏并网发电系统中的光伏电池、MPPT控制器、蓄电池组、逆变器及DC-DC升压器的机电暂态模型,研究了光伏并网保护系统中的过/欠电压保护、过/欠频保护、过电流及短路电流保护、电压不平衡保护模型,应用这些模型建立了可用于电力系统稳定性分析的光伏电站仿真模型。最后,以接入光伏电站的某西部孤立电网为例,研究了光伏电源不同容量、不同功率因数接入方式对电网潮流的影响,以及故障扰动下的暂态稳定影响,验证了模型的正确性。     

分布式电源参与的配电网电能质量控制策略研究

考虑到并网逆变器与有源电力滤波器在拓扑结构、使用功能以及控制方法上的相似性,提出了一种将并网发电与电力有源滤波相结合的统一控制策略。在详细分析统一控制系统结构与工作原理的基础上,从谐波与无功电流检测、电压与电流控制等方面进行分析设计,实现了在dq旋转坐标系下对系统的统一控制。该控制策略使并网逆变器在并网发电的同时也能进行谐波抑制与无功补偿,不仅充分发挥了分布式发电的优越性,而且改善了电网的电能质量。最后通过仿真验证了该控制策略的有效性与可行性。     

低压微网中永磁风力发电系统逆变器控制策略研究

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。对于系统处于并网和离网情况下,逆变器的电流内环采用瞬时反馈电容电流控制,有效解决了因LCL滤波器引起的系统不稳定控制问题。针对两种不同模式下,本文对并网模式下系统的逆变器控制采用瞬时功率外环、瞬时电容电流PIR内环控制;离网模式下采用负载电压为外环、瞬时电容电流PIR控制为内环的双闭环控制。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了风力发电并网系统逆变器给定功率控制,在系统输出功率发生变化的情况下,电流具有快速精确的动态跟踪性能,实现了系统功率解耦控制,保证了系统输出高质量电能,有效验证了本文控制策略的可行性。     

风力发电系统网侧逆变器双闭环控制策略研究

针对风力发电系统经过并网逆变器与外部电网连接时,系统向电网输送的电能必须满足电网的电压和频率要求。在分析系统变流器的数学模型基础上,对网侧逆变器提出了一种基于无功电压调节的电压电流双闭环控制策略,通过调节无功实现系统母线电压幅值稳定,也实现了系统有功无功解耦控制,且输出电流谐波含量少,使系统向电网输送稳定、恒频率的电能。经过仿真分析,在负载变化情况下系统可实现稳定控制及具有良好的电流鲁棒性,有效验证该控制策略的可行性和准确性,对风力发电并网技术研究具有一定的实用价值。     

分布式电源接入对电网的影响分析

针对分布式电源应用趋势越来越明显但在接入系统方面却缺乏相应技术分析与论证的问题,重点研究了各类分布式电源接入后对电网运行的影响结果。首先,从运行模式和接口方式对分布式电源进行分析,以便于分类研究不同的影响结果;其次,分析分布式电源接入电网的方式,构建配电网典型模型,以作为分布式电源接入影响性分析的基础;最后通过接入后模型的理论计算,研究分布式电源接入电网对稳态特性和电能质量、保护等方面带来的影响,从而为配电网规划技术原则的修改提供理论基础。     

光伏站内用直流微网的接地方式分析

接地方式的选择是直流微网设计的关键部分。以北京延庆八达岭31.5 MW光伏电站站内负荷用直流微网为例,对直流微网的接地方式进行了分析。首先,介绍了该直流微网的运行方式、拓扑结构及备选的几种接地方式。然后分别从稳态特性、故障特性以及人身安全三个方面,对不同接地方式进行了深入的理论分析。最后在PSCAD/EMTDC中建立了该直流微网的电磁暂态仿真模型,通过电磁暂态仿真对理论分析进行了验证。研究结果表明:相比于其他接地方式,电源侧通过大电阻接地的IT接地方式更适用于低压直流微网系统。