多种控制方式下交直流系统潮流算法改进

在对交替迭代法进行研究的基础上,发现直流输电系统系数矩阵在某种控制方式下可能奇异,对该系数矩阵在各种不同控制方式下的可逆性进行了分析和证明,指出直流输电系统方程系数矩阵可能出现不可逆的运行情况,并提出了在这些情况下交直流潮流算法的改进方法。文中提出的改进交替求解法经过实验测试,效果令人满意。     

基于IEC 61970标准的EMS/DTS一体化系统的设计与开发

在目前的技术条件下,探讨了基于IEC 61970标准的能量管理系统／调度员培训系统(EMS／DTS)需要解决的关键技术问题,包括数据库平台、公共信息模型(CIM)电网模型的维护、应用软件的组件化封装和跨平台的异构系统的实现方法等。开发了由后台数据库和软总线组成的异构数据平台。其中,后台数据库采用3种数据管理模式用于数据的存储、检索与处理,既保证了开放性又提高了系统效率。软总线则基于实时公共对象请求代理体系结构(CORBA)的中间件基础,全面支持组件接口规范(CIS)标准。还开发了一套符合CIM特点的图模一体化系统,同时也能支持离线规划功能。对于应用软件不同模块的功能和应用特点,采取了不同的封装策略,测试表明这种策略是合理、实用的。     

水电孤岛高压直流送出协调控制策略

高压直流输电送端处于孤岛模式时,系统稳定性较差.由于送端与交流主网没有电气联系,在遭受故障的情况下,功率的不平衡可能导致发电机超速.针对水电孤岛高压直流送出系统提出了一种协调控制策略.基于高压直流功率调制机制和水轮机调速系统的研究,在提升高压直流输送功率的基础上,通过注入一个经 PI 环节优化的输送功率减少量,对原有的闭环控制策略进行了修改.在 PSCAD/EMTDC 电磁暂态仿真环境下搭建了水电孤岛高压直流送出的模型,并通过仿真验证了所提出的协调控制策略的有效性     

交直流混合系统状态估计算法研究与分析

采用最小二乘法对交直流输电系统的状态估计问题做了详细的分析和评价。在四种典型的交直流系统状态估计算法的基础上,增加了一类处理交直流系统之间关系的状态估计方法。针对五种算法对交流、直流系统的处理方法,采用一含有双端直流输电系统的14节点算例和一含有两条直流输电线路的300节点系统算例,进行多样本采样计算,从算法的优化效果、估计误差、迭代次数、对量测系统的适应性和计算速度等方面进行了详细的对比分析,总结了五种算法在不同的交流、直流系统量测配置情况下的计算性能,详细分析了几种算法的优缺点和实用性。针对电力系统状态估计的研究现状和现场需求,提出了直流系统状态变量的选取原则,对每个换流站只需选择两个状态变量即可,一个是直流电压,另一个是换流器控制角或换流变压器分接头。归纳出直流系统量测配置的特殊问题,即直流系统量测方程中必须包括无功量测或者触发角（熄弧角）量测,否则交直流混合系统状态估计发散的可能性比较大。     

基于载波相移的MMC电磁暂态仿真模型封装控制器设计

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）进行电磁暂态仿真时,面临着控制元件数量庞大、数据信号维数转换复杂等建模方面的问题。针对上述问题,提出了采用载波相移脉宽调制的MMC控制系统的高效建模方法。通过调用子程序实现经典控制器封装,解决了高维信号交互以及控制元件数量庞大的问题。通过控制模块自身重复调用等效子程序代替了建模过程中需要不断复制控制元件的过程,大大减少了仿真占用的计算资源。通过数组的形式进行多维数据交互,进一步简化了MMC建模过程。经PSCAD/EMTDC的仿真测试,提出的封装控制模型在降低建模规模的同时,具备与控制元件搭成的控制模型相同的精度。     

MATLAB在土工试验数据处理中的应用

结合动三轴试验数据处理实例,使用Matlab编制程序实现了试验数据自动读取、绘图、保存等处理过程,并对含有噪声的数据信号进行简单的滤波处理,物理意义明确,效果良好。建议大力推广Matlab在土工试验数据处理方面的应用。     

模块化多电平换流器半实物仿真平台设计与实验验证

电平数较多的模块化多电平换流器(MMC)系统含大量高频开断的开关器件,其多模块的拓扑结构和复杂的协调控制导致基于纯物理装置的仿真实验建模面临诸多困难。针对这一问题,设计了一种MMC控制器并开发出样机,建立了基于实时数字仿真器(RTDS)和物理控制装置的半实物混合仿真实验平台。其中,一次系统采用2.5μs小步长,能实现上百电平MMC系统的高精度仿真。控制器采用了多核技术,将并行的阀控部分分配在不同核之间,满足了实时控制的要求。通过多个稳态和暂态实验对平台实验能力和控制器的合理性进行验证,结果表明,此平台可灵活实现不同调制和控制策略,各项控制目标响应迅速且跟踪准确。所建立实验平台可以用于主电路设计论证、控制策略研究测试、控制器参数优化、柔性直流系统同大电网的交互研究等领域。     

适用于暂态稳定分析的直驱永磁风机建模研究

研究适用于电力系统暂态稳定分析的直驱永磁同步风力发电机(wind turbine with direct-driven permanent magnet synchronous generator,PMSG)的建模方法,比较了PMSG的不同模型在暂态稳定分析中的应用效果,为PMSG合理的模型选择提供参考依据。首先分析了PMSG对网侧扰动的暂态响应特性。并以此为基础,介绍了PMSG的两种简化模型,分别是电压源型逆变器模型和受控电流源模型。然后基于新英格兰39节点系统进行暂态稳定时域仿真,详细对比了PMSG分别使用完整模型和简化模型时系统的仿真结果和仿真速度。研究表明:在暂态稳定分析中,PMSG应优先使用受控电流源模型。尤其在有多个风电场接入系统的情况下,PMSG使用受控电流源模型可以既能保证暂态稳定分析的准确性,又能有效提高分析的效率。     

多回直流紧急功率支援与电压稳定控制

复杂交直流并联输电系统中,由线路故障导致的大规模功率转移可能引发系统波动,甚至导致系统崩溃。针对上述问题,提出当多回直流输电系统中的一回直流因故障停运时,可以在其他直流紧急功率支援的同时,通过电气距离较近的换流站的无功协调控制来提高系统的电压稳定性,并给出了相应的控制策略。在EMTDC/PSCAD仿真软件中搭建了三直一交混合输电系统模型并对其进行了仿真分析。仿真结果表明该控制策略对维持系统的频率稳定和电压稳定均有明显效果,对实际系统有一定的参考价值。     

CDSM-MMC直流侧故障隔离原理及重启动策略

摘要： 采用模块化多电平换流器的柔性直流输电系统,目前除了常见的半桥和全桥结构型的子模块,基于钳位双子模块的模块化多电平换流器由于其不仅能够隔离直流侧故障,且在经济性、性能上具有较强的优势,得到了广泛的关注和研究。通过介绍钳位双子模块（Clamp Double Sub-Module,CDSM）的工作原理,详细讨论分析了CDSM对于直流侧发生双极性短路、单极短路、断线等故障的隔离原理,以及柔性直流输电系统发生故障后控制器的工作状态,提出一种新型的柔性直流输电系统故障后的重启动策略,并在PSCAD/EMTDC下建立单端21电平基于CDSM结构的柔性直流输电仿真模型,通过对比所提出的重启动过程与原有重启动过程,验证了所提出重启动策略的有效性。