分频输电在海上风电并网应用中的前景和挑战

通过比较3种风电并网方式,指出了分频输电系统(FFTS)在大规模海上风电并网中的应用前景。介绍了分频海上风电系统的结构和变频器的选择,对比表明了模块化多电平矩阵式换流器(M~3C)作为新一代变频器优良性能。分析了低频环境对分频海上风电系统中关键性设备的影响,进一步从设备角度表明分频海上风电系统的可行性和经济技术优势。最后指出分频海上风电系统中仍需解决的经济技术难题,为进一步研究指明了方向。     

含分频风电的电力系统潮流计算方法以及稳态特性分析

对含分频风电的电力系统潮流计算方法以及稳态特性进行了分析.首先,给出了分频风电系统中的核心设备——交交变频器的潮流稳态模型.其次,根据上述模型,提出了一种利用统一迭代法计算含分频风电的电力系统潮流的新方法.该方法在传统的牛顿-拉夫逊潮流算法中增加了交交变频器模型,对雅可比矩阵进行了扩展.同时,分析了交交变频器控制参数对系统潮流的影响,并通过算例进行了验证.最后,针对2015年四川规划电网,利用潮流程序,对含分频风电的电力系统电压波动以及无功需求两个稳态指标进行了计算与分析.特别地,着重对低频侧采用变频率策略的分频系统与采用恒定频率策略的分频系统进行了比较.对典型日的分析表明,由于风电场主要运行在中低风速区域,因此采用变频率策略的分频系统的总体稳态指标会占优.     

柔性直流输电系统含有积分稳定环节的无源控制系统设计

电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电系统具有非线性、强耦合、多输入等特点,其控制系统往往难以在消除稳态误差的同时,依然保持全局渐近稳定。基于VSC-HVDC输电系统的端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型,提出了一类具有积分稳定环节的互联和阻尼配置的无源(IDAPB)控制方案的设计方法,并依据控制原理给出了3种具有典型性的控制方案及其控制参数的取值范围。对于其中性能最优的指数稳定型IDA-PB控制方案,利用积分稳定性定理,在其控制器中加入积分稳定环节,使得系统在受到大干扰或是系统参数无法精确预知时,具有良好的稳态、暂态特性的同时,依然保持全局渐近稳定。控制系统的设计过程中,无需求解偏微分方程,大大简化了计算量。PSCAD/EMTDC环境下的仿真表明,与传统比例—积分(PI)控制相比,IDA-PB控制策略能显著提高系统稳态、暂态性能,响应速度快、跟踪精度高,且对参数变化不敏感,有优良的鲁棒性及全局稳定性。     

差拍控制在有源电力滤波器中的应用

有源滤波器因可以实现谐波、无功、不平衡分量补偿等多种功能,所以已成为谐波抑制的主要技术.而且随着脉宽调制技术和微机技术的不断发展,使得基于微机的数字脉宽调制方法在有源滤波器中的应用成为可能.无差拍控制就是其中一种在预测控制基础上发展起来的全数字化脉宽调制方法.该方法的优点是能够预测谐波电流的变化趋势并跟踪补偿,缺点是控制算法复杂,对预测模型依赖性较大,使其在具体实现过程中存在困难.针对这一不足,提出了一种改进的、易于实现的差拍控制方法,并结合定脉宽调制技术,以单相并联型有源滤波器为对象进行仿真,仿真结果表明它具有和无差拍控制法相同的谐波补偿效果.     

分频海上风电系统的技术经济分析

介绍了分频输电系统(FFTS)应用于海上风电的拓扑结构,并通过一个装机容量300 MW、离岸距离250km的算例,比较其与现有高压交流(HVAC)和高压直流(HVDC)并网方式的技术及经济优劣。FFTS通过降低输电频率(如50/3Hz),显著降低交流电缆中的充电电流,提升海底交流输电的效率与性能。结果表明,FFTS能满足算例的并网需求,且风电穿透率大于HVAC。算例中FFTS换流站的投资折算和年维护费用比HVDC少9 126万元,等年值比HVDC低7.28%。在算例的基础上,文中进一步给出了FFTS-HVDC临界经济距离—装机容量曲线,相对而言FFTS更适用于装机容量大、离岸近的风电场,对于300 MW风电场,二者的临界经济距离约为634km,远超已有和规划中的海上风电场的离岸距离。分析结果表明了分频海上风电系统所具有的应用潜力。     

含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性分析

对含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性进行了分析。首先,建立了交交变频器的准稳态模型,该模型反映了暂态过程中变频器两侧的电压、功率关系。其次,提出了含分频风电的电力系统暂态稳定算法。该算法将交交变频器准稳态模型与低频、工频两侧的网络方程相连得到系统网络代数方程。同时,利用交替迭代法对系统微分—代数方程组进行求解。最后,对含分频风电的电力系统的暂态稳定特性进行了分析。分析结果表明,由于低频侧电抗仅为工频系统1/3左右,故障时低频风力发电机转速响应的阻尼高于同距离的工频系统。同时,当低频侧故障时交交变频器对工频侧发电机的振荡具有明显的抑制作用。     

EPON在接入网中的应用

PON(无源光网络)是一种多用户共享系统,它的安装、开通和维护简单,使用更安全、可靠、稳定,是FTTH最佳的解决方案,因此接入网正在大量应用EPON系统,让光纤通信走进千家万户.本文对EPON技术进行简要的介绍,并结合现网的情况对EPON的建设提出若干建议.     

《电力系统分析》课程的教学改革和实践

<电力系统分析>课程作为专业基础课,在电力系统知识体系中起到承上启下的作用,但随着现代科学技术和高等教育的发展,面临课时的压缩和教学内容的增加.结合教学实践和教学研究项目,通过对该课程教学改革的探讨,提出调整和优化教学内容、改进教学方法和手段,调动学生的学习积极性、注重基础理论和实践性教学环节的培养和训练,加强学生能力培养的改革措施.这对提高教学质量,培养创新型人才具有重要意义,并且取得了一定的成效.     

观音岩直流分网接入方式下直流控制系统设计

首先对观音岩直流多种运行方式下的直流控制系统整体结构进行了详细分析,发现在分网接入方式下虽仍可借鉴常规直流的设计经验,但直流控制系统结构仍需调整。文中将双极层功能配置在直流站控中,多运行方式间的转换及控制功能配置在交流站控中,分网接入端的稳定控制功能按极配置以适应不同运行方式的需要。此外,由于异步联网过渡期间分网接入端的两交流系统仍存在耦合,通过对受端系统的等效和定性分析,发现两交流系统间的无功耦合程度较弱,交流滤波器分开配置和无功功率独立平衡方案仍然适用。最后基于实际装置搭建了整个直流控制系统,并通过实时数字仿真(RTDS)验证了控制系统设计的合理性和有效性。     

轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力研究

为了解决轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承缺乏径向磁力解析数学模型等问题，在分析双磁环气隙磁导的基础上，结合稀土永磁材料特性和磁通连续原理，用虚位移法得出轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力解析数学模型。模型表明：该型永磁轴承径向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比；径向磁力近似与磁环的平均直径成正比；磁环径向磁力随磁环径向宽度、轴向长度及磁路总磁导的增大而增大，随磁环相对磁导率及轴向间隙的增大而减小。模型计算值和试验值基本吻合。