降低模块化多电平换流器子模块电容值的控制方法

模块化多电平换流器(MMC)因必须对子模块电容电压波动范围进行限制,导致所需的子模块电容值较大,带来较大的成本和体积问题。提出了一种降低MMC所需电容容量的运行方式和参数设计方法。所提方法将子模块电容电压直流分量的实际运行值适当降低一定的比例,使电容电压波动的最大允许幅度增大,使选择较小的电容值成为可能。详细分析了所提方法的运行方式。为使所提出的降低电容容量的运行方式能够更好地实现,还提出了一种可以实现交流端口电流、直流端口电流和内部环流解耦控制的桥臂瞬时电流直接控制方法。通过这一方法可以直接控制换流器的内部环流分量,并能够动态调节各桥臂子模块电容电压。通过RT-LAB平台对所提出的运行方式进行了详细的仿真研究,验证了其可行性和有效性。     

电容换相换流器串联电容补偿度优化研究

为了探究电容换相换流器中串联电容的取值问题,建立了电容换相换流器(capacitor commutated converter,CCC)的稳态模型,并利用Matlab软件进行数学分析,探讨了串联电容补偿度与串联电容电压、阀电压、阀峰值电压、直流电流、换相重叠角、触发角、视在熄弧角和实际熄弧角之间的关系,最终给出合适的串联电容补偿度的取值范围并进行仿真验证。研究结果表明:补偿度的取值上、下限分别由阀峰值电压和实际熄弧角决定,其中阀峰值电压为主要限定因素;补偿度的可选范围涵盖欠补偿、全补偿和过补偿3种状态,且全补偿状态下CCC系统不会发生串联谐振;得出强受端系统下补偿度的可选范围为[0.92,1.4],而弱受端系统补偿度的可选范围为[0,1.08]。     

基于键图法的直流电网系统模型

为适应直流电网智能、高效、经济运行的要求,实现各换流站间的协调控制,基于六端直流电网物理仿真平台,将多端直流输电系统视为一个多输入、多输出、多控制目标的系统整体进行了数学建模。提出了适用于多节点、系统级仿真的换流器简化模型,分别讨论了各端电源、负载模型的简化方法,利用键图方法对六端树状直流电网进行了等效建模,并提取出其状态空间方程。最后根据电力系统的常规运行要求对直流电网的具体控制目标进行了数学提炼,写出控制问题的约束条件和指标函数,为进一步设计、优化协调控制器提供了基础。     

零序电压产生机理及过渡电阻测量和选相方法

不对称电网高阻接地故障相的选择和过渡电阻的测量较为困难。文章从新的角度阐述电网零序电压的产生机理和物理意义:不对称电网将自适应的产生零序电压,零序电压在零序阻抗上产生的电流完全补偿电网的"零序不对称电流"。根据零序电压产生的机理,解释中性点不接地系统不存在零序电流的原因,给出中性点经阻抗接地电网零序电压的等效运算电路图,实现接地故障电流的预测。通过比较各相电压与故障电流的相位可判别出故障相,然后根据故障相电压和故障电流的幅值计算过渡电阻。理论分析及仿真验证表明所述方法不受电网不对称和负荷电流变化的影响,精度高,应用方便。     

光储联合并网系统建模与低压耐受能力的研究

为了解决光伏系统随机性强,且故障情况下低压耐受能力差、直流母线过电压、光伏发电效率低等问题,将储能技术引入光伏系统,形成了光储联合并网系统。对光储联合并网系统进行了建模,提出了基于改进的最大功率跟踪技术和有功无功解耦控制的光伏并网模型,并对传统的铅酸蓄电池三阶动态模型进行了简化。在Pscad/Emtdc平台中建立光储联合并网系统的仿真模型,验证了该模型的正确性,在此基础上分析了不同储能容量配置对光伏并网低压耐受能力的影响。仿真结果表明,采用合理的储能配置能够有效提高光伏系统的低压耐受能力。     

五端直流电网电压控制及功率分配策略

电压源直流电网适用于风力发电场并网及远距离电力输送,为保证直流电网电力传输的灵活性,研究人员提出了多种直流电压控制及功率分配策略。基于对直流电压偏差控制和直流电压下垂控制策略优缺点的分析,提出了一种新的控制策略。该控制策略可提高直流电网稳态运行时的电压精确跟踪能力,并实现主换流站退出运行后直流电网控制模式的平稳转换。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了含有1个大型海上风电场和4个陆上交流系统的五端电压源直流电网平均值模型,通过对比风功率波动、主换流站退出运行等不同场景下直流电网的稳态、暂态特性,验证了所提出控制策略的有效性和优势。     

基于小水电及储能的主动配电网电压控制

随着小水电集中地区分布式清洁能源开发力度越来越大,电压质量降低成为辐射型配电网所面临的主要问题。针对小水电集中地方的配电网电压质量降低问题,从主动配电网的角度出发,针对辐射型配电网电压对无功功率和有功功率的灵敏度进行了分析,并在此基础上确定储能元件最佳的设置位置,研究了基于分布式电源(distributed generation,DG)自身和有载调压变压器相结合的新型调压策略,最后利用算例验证其调压效果。结果证明,主动配电网综合调压手段可以在不采用专门的无功补偿装置的前提下大幅度提高DG的渗透水平。     

双馈风电机组PWM整流器控制方法的研究

基于双馈风力发电机组在运行的过程中,随工况的变化,功率变换器应具有能量双向流动、交-直-交变换效率高、直流环节电压稳定等要求出发,以三相PWM电压型(VSR)整流器为基础,分析了PWM整流器的基本原理,并建立了在三相静止坐标系下的变换器数学模型,应用电压矢量定向控制技术,并采用电压电流双闭环控制模式以及SVPWM调制方法构建了功率变换器系统,通过Sim Power Systems和Simulink仿真实验,确认了所采用的控制方法可行,对直流环节电压有较好的稳定作用,可实现机网侧能量双向变换控制以及具有单位功率因数等特点。     

考虑多目标优化模型的含分布式电源的无功优化

在配电网的调压过程中,将能够发出无功功率的分布式电源与电容器相结合,分析含分布式电源的配电网无功优化的问题,建立有功网损最小、静态电压稳定裕度最大的数学模型。在此基础上,应用超效率数据包分析评价方法,明确各目标函数的权重组合方案,把双目标无功优化问题转换成单目标规划问题。并且运用一种新颖的智能优化算法—细菌菌落算法,解决分布式电源在配电网中的无功优化问题。细菌菌落算法根据单群体菌落生长演化过程来寻找最优解,建立了细菌菌落的生成和死亡的寻优机制,并提供了一种新的算法结束方式。通过IEEE-33测试系统验证该算法具有良好实用性和适应性,并且也验证了所提模型的实际意义。