多功能柔性功率调节器的动态运行特性研究

多功能柔性功率调节器(FPC)是一种带有大转动惯量飞轮储能单元的双馈电机,采用电压源型双PWM变换器作为交流励磁方式.介绍了所研制的10 kW FPC动模试验样机的基本参数,建立了样机的详细数学模型,并在调相、次同步、超同步等运行状态下进行了仿真研究.同时将样机在同样的运行状态下进行动态模拟实验.仿真和实验结果表明,FPC能够实现有功功率和无功功率的解耦控制,具有良好的动态运行特性.     

一种新型电力系统稳定控制装置

提出了一种新型FACTS装置——多功能柔性功率调节器(FPC),它将飞轮储能技术和传统的同步调相技术有机地结合在一起,同时采用交流励磁和矢量控制等先进技术进行控制。这种装置具有储能、发电、调相等多种功能,将其用于电力系统的稳定性控制,可实现动态有功功率和无功功率同时双向大范围的快速调节,具有增强电力系统稳定性的能力。详细论述了柔性功率调节器的工作原理,建立了装置的稳态等值电路模型,分析了装置在不同运行方式下的功率传递关系。同时,还介绍了FPC的一个主要组成部分——基于SPWM的双VSC变频控制器以及三相SVC的矢量控制原理。用数字仿真的方法研究了FPC与电网进行四象限功率交换的特性。最后,用一个单机无穷大系统,通过仿真分析,验证了FPC所具有的巨大的稳定电力系统的能力。     

一种新型电力系统稳定控制装置

提出了一种新型FACTS装置--多功能柔性功率调节器(FPC),它将飞轮储能技术和传统的同步调相技术有机地结合在一起,同时采用交流励磁和矢量控制等先进技术进行控制.这种装置具有储能、发电、调相等多种功能,将其用于电力系统的稳定性控制,可实现动态有功功率和无功功率同时双向大范围的快速调节,具有增强电力系统稳定性的能力.详细论述了柔性功率调节器的工作原理,建立了装置的稳态等值电路模型,分析了装置在不同运行方式下的功率传递关系.同时,还介绍了FPC的一个主要组成部分--基于SPWM的双VSC变频控制器以及三相SVC的矢量控制原理.用数字仿真的方法研究了FPC与电网进行四象限功率交换的特性.最后,用一个单机无穷大系统,通过仿真分析,验证了FPC所具有的巨大的稳定电力系统的能力.     

基于机电波传播理论的柔性功率调节器稳定控制方法实验研究

柔性功率调节器(FPC)是一种集成了飞轮储能技术和双馈电机技术两者优点的新型FACTS装置。而机电波传播理论是一种分析和研究电力系统有功功率振荡的新思路。本文将机电波理论应用于提高实际电力系统稳定性,分析了单机系统中机电波传播特性,提出了基于该理论的FPC稳定控制方法,为所研制的380V/4kW FPC样机设计了稳定控制器。样机动模实验结果表明,FPC能够有效地提高系统稳定性,从而验证了所提方法的可行性和FPC技术的实用性。     

柔性功率调节器用PWM整流器的设计

柔性功率调节器(FPC)是一种新型FACTS装置,具有独立的有功和无功调节能力.它利用由双馈电机(DFIG)驱动的大质量飞轮作为储能元件,通过交流励磁控制调节电机输出的有功和无功.由于FPC的转子和电网之间存在双向功率交换,因此输出谐波小的电压源型双PWM变换器是比较理想的交流励磁电源.详细讨论了电压源型PWM整流器的矢量控制策略、调制技术、电路设计以及程序流程,同时进行了FPC用PWM整流器样机的实验.实验结果表明该整流器样机的性能良好,达到了设计要求.     

多功能柔性功率调节器的稳态工作特性研究

多功能柔性功率调节器(flexiblepowerconditioner,FPC)是一种新型柔性交流输电系统(flexibleACtransmissionsystems,FACTS)装置。它由双馈电机(doublyfedinductiongenerator,DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,PWM)变频器组成。FPC具有独立的无功和动态有功调节能力,能提高电力系统稳定性并改善供电质量。FPC通过交流励磁控制其调节的有功和无功功率,因此其功率极限受转子侧变频器的约束。研究了变频器电流、电压和容量限制对FPC功率极限的影响,以及功率极限与转差的关系。结果表明FPC功率极限的主要约束条件是变频器电流限制。此外,还讨论了FPC稳态优化运行点的选取问题。     

三相光伏并网逆变器dq旋转坐标系下无差拍功率控制

根据三相光伏并网逆变器dq旋转坐标系下数学模型,推导了三相光伏逆变器输出有功功率、无功功率和电网电压、逆变器输出电压、电流之间关系。提出基于空间矢量调制的无差拍功率控制策略,实现三相光伏并网逆器有功功率、无功功率的快速跟踪和解耦控制,输出三相电流波形正弦度好,有功功率和无功功率波动小,且输出频率固定,有利于滤波电感的设计。在一台12 kW样机上进行了实验验证,实验结果表明三相光伏并网逆变器具有良好的静、动态特性,无差拍功率控制策略正确可行。     

STATCOM 运行范围的分析及功率曲线绘制的仿真研究

静止同步补偿器(STATCOM)具有无功功率双向调节、动态性能良好等优良特性,广泛应用于快速、精确无功功率补偿场合.鉴于 STATCOM 的运行范围和有功无功功率圆图的绘制对系统的设计及日常运维具有重要意义,推导了 STATCOM 系统有功功率和无功功率的运行范围数学原理,基于 MATLAB/Simulink仿真平台搭建了STATCOM 系统的等效模型,并设计了绘制有功、无功功率曲线的方法.仿真结果表明,绘制的有功、无功功率圆图与系统的运行范围理论值相一致。     

光伏发电系统抑制电力系统功率振荡的机理

光伏(photovoltaic,PV)发电系统可通过动态调控注入电网的有功功率、无功功率来改善电力系统的功率平衡特性,从而抑制电网功率振荡现象。为揭示PV抑制电网功率振荡的机理,通过2个受控电流源来描述PV在机电时间尺度下的有功、无功功率输出特性,建立了PV抑制功率振荡时电网有功功率分布模型,利用电气转矩法分析了PV在振荡抑制模式下影响同步机系统惯量水平、阻尼能力以及同步特性的物理机制及其影响规律。研究结果表明:根据系统振荡过程中的转速、频率、功率、功角等特征量的变化趋势来动态调控PV输出的有功、无功功率,能改变系统的惯量水平、阻尼能力、同步特性,从而可对系统功率振荡的幅值、周期以及振幅的衰减速度进行有效的调控。     

检测电力网功率振荡的新方法

引言电力系统在正常运行状态下,所有发电机是同步的,且有功和无功功率潮流几乎不变。只要同步功率足以维持同步电机的同步运行,电网即维持稳定状态。如果同步功率降低到临界值,发电机就可能失步,但如果干扰时间持续很短,则系统仍能恢复稳定。对于可以平息的功率振荡,要绝对避免保     

一种新型风力发电机与飞轮储能联合系统的并网运行控制

风力发电机的输出功率具有随机性和波动性,大规模风电并网对电力系统的稳定运行带来严重的影响。多功能柔性功率调节器(FPC)是一种基于双馈感应电机的飞轮储能装置,具有储能、发电和调相等多种功能。为了改善风力发电机的输出特性,提出一种新型的风力发电机与多功能柔性功率调节器的联合系统(WG-FPC),并根据WG-FPC的拓扑结构和控制目标,提出采用模糊推理方法实现有功功率的优化控制和通过FPC提供无功补偿稳定机端电压的控制策略。在Matlab/Simulink平台上进行了数学建模和仿真研究。研究结果表明,所提出的WG-FPC具有可行性和有效性,能较好地改善风力发电机并网运行特性。     

利用柔性功率调节器抑制电力系统功率振荡

基于飞轮储能的柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的新型FACTS装置。FPC能够快速与电力系统进行动态功率交换,改变系统的电气阻尼,从而抑制电力系统的功率振荡,增强电力系统的稳定性。本文基于含一台FPC的单机无穷大系统模型,分析了FPC阻尼功率振荡的机理,提出了其功率控制器的控制策略。根据所建立的模型和控制策略,在EMTDC/PSCAD环境建立了该系统的仿真平台,进行了详细的全时域数字仿真研究。并通过研制一台10kW的FPC样机进行电力系统动态模拟实验研究。研究结果表明,FPC改善了系统的阻尼特性,增强了系统抑制电力系统功率振荡的能力。     

多功能柔性功率调节器运行特性的仿真研究

多功能柔性功率调节器是一种用于提高电力系统稳定性的新型FACTS装置，可同时双向大范围快速调节有功功率和无功功率。该文建立了柔性功率调节器的数学模型，提出了相应的励磁控制策略。根据所建立的模型和控制策略，以即将研制的柔性功率调节器实验室样机为对象，在MATLAB/ SIMULINK环境建立了该柔性功率调节器的仿真系统，并进行了详细的全时域数字仿真研究。研究结果表明，柔性功率调节器具有很好的功率调节特性和良好的动态响应能力，为实现提高电力系统稳定性创造了条件。     

储能技术及其在电力系统稳定控制中的应用

基于储能原理的稳定控制装置通过向电力系统提供系统不平衡有功和无功功率的补偿可以有效地提高交流输电系统的稳定性。详细分析了这类控制装置的工作原理，并建立了其数学模型。在此基础上，进行了特征值和时域仿真分析，以探讨其工作特性。作为应用实例，较详细介绍了两种基于不同储能原理的电力系统稳定控制装置，一种是基于超导磁储能原理的电力系统稳定控制装置；另一种是基于飞轮储能原理的电力系统稳定控制装置。基于超导磁储能原理的电力系统稳定控制装置由超导磁体、电力电子变换装置和相应的控制系统组成。文中研究了该装置向小扰动情况下的大型互联电力系统低频振荡提供阻尼和在大扰动情况下增强系统暂态稳定性的能力。此外，还介绍了作者研制的基于超导磁储能电力系统稳定控制装置的样机，并在实验室环境下进行了控制装置的特性试验。对于基于飞轮储能的电力系统稳定控制装置，介绍了控制装置的基本原理和系统构成，并用数字仿真的方法对其工作特性进行了分析，得到了满意的结果。     

基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析

飞轮储能式柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置.基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型,利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用,并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响.计算和仿真结果表明,FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配,特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力.     

A Dynamic Voltage Restorer with the Functions of Voltage Restoration,Regulation Using Reactive Power,and Active Filtering

An operation approach of a single-phase dynamic voltage restorer using the functions of voltage restoration, voltage regulation using reactive power, and an active filter is proposed in this article. The regulation using reactive power function is used to compensate swells and some sag cases, if the load power factor allows its application. The use of reactive power means that no average energy is provided from or absorbed by the energy storage. This is a significant advantage, since the equipment can compensate swells without the need of regeneration of the oversizing of the DC link or of dissipation means, and it can compensate sags without using stored energy. For the sag cases where regulation using reactive power is not possible to apply, the classical voltage restoration function using the active power of the energy storage to compensate is activated. In addition to these functions, permanently and simultaneously with any of them, the active filter function operates to compensate the voltage harmonic distortion. The proposed approach is evaluated in simulation under a 16.6-kVA scheme and proved experimentally in a 2-kVA voltage restoration prototype.     

利用柔性功率调节器提高电力系统稳定性

多功能柔性功率调节器(FPC)是一个大容量低速飞轮储能系统,也是一种新型FACTS装置。它由双馈电机(DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双PWM变换器组成。类似于超导磁储能(SMES),FPC具有独立的有功和无功调节能力,能提高电力系统稳定和改善电能质量。与SMES相比,FPC易于开发和运行,成本也低。为了提高FPC的控制性能,提出了一种改进型定子磁链定向控制策略。该策略对于电网电压波动具有较好的鲁棒性,且易于实现。针对一个包含FPC的双机无穷大母线系统进行仿真,证明该改进型控制策略具有良好的动态特性,电力系统的稳定性得到明显改善。     

基于光伏微网的储能变流器设计与实现

储能装置作为微网的重要组成部分之一,对微网的安全稳定运行起到了重要的作用。基于太阳能光伏发电系统,设计了具有并离网切换功能的储能变流器样机。该样机采用Power PC与FPGA协同配合作为核心元件,使用PQ控制及V/f控制策略,具备并离网切换功能,能够向电网提供有功、无功支撑,稳定电网电压和频率,同时可以配合多种储能设备。使用主被动相结合的孤岛检测方法,快速准确地切换并网离网模式。样机在多种工况下,进行了并离网实验,很好地满足了设计要求,达到工业应用的标准,具有良好的推广价值。