考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法

微电网内部发生故障时,采用恒功率(PQ)控制的光伏电源会进入低电压穿越状态,导致微电网线路电流的相位发生改变,进而可能造成故障方向判别错误.因此,对光伏低电压穿越状态下输出电流相位进行分析,然后对母线上的故障电压分量和故障电流分量的相位特性进行分析,提出了一种基于3组正序电流相位比较的故障方向判别方法.PSCAD/EM...     

考虑多控制目标的IIDG低压穿越控制方法

现有逆变型分布式电源(IIDG)低压穿越控制有电压支撑效果不理想,控制目标单一,输出电流存在越限风险等不足,针对此问题,文中提出一种考虑多控制目标的低压穿越控制方法。首先以预设相电压为约束条件,构建得出电压支撑方程,据此实现电压支撑控制;其次,通过约束IIDG向电网注入负序无功电流的大小,实现有功输出振荡抑制控制。同时为充分利用IIDG的剩余容量,文中通过最大有功功率输出和电流限幅控制计算得出IIDG正序有功电流参考值,保证在IIDG输出电流不发生越限的前提下,实现IIDG最大有功功率输出。仿真算例表明,与现有正序无功电流注入控制方法相比,文中多控制目标低压穿越控制方法具有更加良好的故障控制效果。     

直流微电网低电压穿越控制仿真研究

为提高直流微电网低电压穿越能力和稳定性,提出正负序分离的直流微电网低电压穿越控制策略。通过变换器整体数学模型,将电网电压和并网电流进行正负序分离,依据电压跌落程度设置有功和无功电流设置。建立基于PSIM仿真模型针对该低电压穿越控制策略进行仿真分析,实验结果表明,当网侧发生单相和两相不对称电压跌落时,采用该策略系统可继续保持在并网运行状态,系统有功输出减少到1.8kW,无功功率的输出增加到0.8kVar附近,有利于电网电压的恢复,实现低电压穿越。     

光储微电网的低电压穿越控制策略研究

针对微电网低电压穿越问题,基于光储微电网系统提出一种光储协调控制的低电压穿越策略。在低电压期间,光伏系统采用最大功率跟踪控制,储能系统采用恒压控制维持直流母线电压恒定,在储能出力已达功率限值仍不能维持直流母线电压在允许范围内时,光伏系统切换为恒压控制。考虑到光储微电网负荷波动性大的特点,设计了一种适用于光储微电网并具有无功补偿功能的限流控制策略,为电网提供电压支撑,同时避免并网逆变器输出过电流。仿真结果表明,控制系统能够充分利用光伏发电能量、维持直流母线电压的恒定、抑制并网电流过电流并能发出无功功率支撑并网点电压,实现了低电压穿越,验证了该LVRT控制策略的有效性。     

光伏电站低电压穿越时的无功控制策略

针对目前光伏电站通常以单位功率因数运行以尽可能多地输出有功功率而基本不输出无功功率,在非满功率运行时造成一定程度视在功率浪费的现状,提出了一种光伏逆变器低电压穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)时的无功控制策略。分析了光伏逆变器的结构和功率控制方式并计算其无功功率极限,利用光伏逆变器本身的无功输出能力向电网输出无功功率。通过DIgSILENT软件对有无采用无功控制策略时,负荷变化和三相短路故障情况下的各电气量进行比较分析。仿真结果表明,采用该控制策略光伏电站可以在电网故障时不脱网,并发送无功支撑并网点电压,维持局部电网电压稳定。     

考虑低电压穿越的风电场双机聚合模型

场内风速分布不均、集电线路分布不匀等因素造成各发电机间继电保护状态和外特性的差异,使得常规单机聚合模型难以准确反映真实风电场的故障穿越行为。为此,基于逆向建模方法与宏观特征参数,提出了对双馈异步机组（doubly-fed induction generator,DFIG）风电场具有更强适应的双机聚合模型。首先,分析了过流短接保护对风电场外特性指标的影响。其次,考虑到DFIG的功率源特性,低电压穿越中对其转子侧Crowbar的描述决定了是否能精确模拟风电场的功率调制响应,而短路电流水平又决定了Crowbar是否动作,是引起发电机间调性不同的最主要因素。基于该不同调性对故障过程中的DFIG进行分类,在双机等值模型的基础上实现了对风电场内分布行为的描述,并可根据具体风电场参数和风资源特性主动调节宏观参数组,从而平滑设定影响外特性的场内分布因素水平。最后,为提高该模型的实用性,还提出了一套参数辨识策略,依据故障深度提取出能体现风电场于该次扰动中最大的可能性响应的宏观参数组。多机系统仿真验证了单机等值存在的问题以及双机等值模型的性能。所提方法可考虑风电场自身的风资源特性,同时有效提高对风电场功率响应、相邻同步机功角稳定和负荷电压稳定行为的模拟精度。     

基于微电网的双馈风机低电压穿越策略研究

提出了一种基于微电网的风机动态无功发生策略,以提高双馈风力发电机的低电压穿越能力。策略包含风机网侧换流器、风机机侧换流器两部分。网侧换流器策略是令网侧换流器工作于STATCOM模式以达到为电网进行动态无功补偿的目的;机侧换流器策略是以恒功率因数模式向电网提供无功功率。试验结果表明,本策略可以在故障发生后使机端电压由110 V左右提升至300 V左右,并抑制直流母线电压的骤升,减小暂态过程对风机系统的危害,提高风机的低电压穿越能力。     

考虑低电压穿越的海上风电继电保护方案研究

考虑给电网故障保护切除预留时间、风电场内部故障保护切除预留时间,提出了计及低电压穿越的海上风电场继电保护整定方案,分析了海上风电机组本体保护和35 kV集电海缆的保护。通过对海上风电机组箱变低压侧故障、海上风电机组低电压保护与低电压穿越的配合、35 kV集电海缆故障等进行保护动作时序的ETAP仿真分析,验证了该方案的可靠性,以期应用到工程实践中。     

具有低电压穿越功能的微电网并网逆变器的控制策略的研究

为了使微型电网中的分布式电源能够穿越主网的低电压故障,提出了一种新型数字控制式微网并网逆变装置。当主网出现故障,同时微网在向主网送电时,数字控制系统能够有效地限制并网逆变装置的输出电流,避免因过电流保护动作导致的逆变器跳闸或过热击穿。此外,数字控制技术在主网出现三相不平衡故障时,能够保证并网逆变装置输出平滑的功率。故障清除后,并网逆变器恢复正常运行状态,并输出与故障前等量的有功功率和无功功率,从而避免系统失去稳定。仿真和实验结果都验证了该微电网低电压穿越技术的有效性。     

考虑配电网保护约束的IIDG准入容量及对策分析

逆变型分布式电源（IIDG）在系统故障时的输出特性与旋转电机有显著差异。考虑逆变器有限的过流能力建立了恒功率并网控制策略下的IIDG输出模型,定性分析配电网不同位置故障时IIDG的接入对继电保护可能的影响并推导含IIDG的短路电流计算公式。进而在保护配置不做出调整的条件下求得多个特定接入点处的IIDG的最大准入容量,并与未考虑过流限制的计算结果进行对比分析。为满足含高渗透率IIDG的复杂配电网保护需要,提出了一种配电网区域划分基础上的新型故障定位算法并借助算例进行了验证。     

考虑电压故障类型的光伏逆变器低电压穿越控制策略

在传统光伏逆变器低电压穿越(LVRT)控制技术的基础上,提出一种根据电压故障类型进行无功功率输出的可实现柔性电压支撑的LVRT控制策略。基于瞬时功率理论,对αβ坐标系下的功率、电流关系进行了分析;基于上述理论分析,提出一种基于电压正、负序分量加权分配的无功补偿策略,该策略根据不同的电压故障类型,通过调整分配因子生成相应的无功电流参考指令来实现提升三相电压有效值、降低公共点电压三相不平衡度等目标的电压支撑功能;在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了三相对称故障、单相短路接地故障和两相短路接地故障的仿真实验,仿真结果验证了所提策略的正确性。     

基于阻抗特性的IIDG孤岛保护与故障穿越协调运行方法

针对逆变型分布式电源(IIDG)的孤岛保护和故障穿越两种功能存在的运行冲突问题,提出一种基于公共连接点(PCC)阻抗特性的IIDG孤岛保护和故障穿越协调运行方法。基于PCC等效阻抗的传递函数解析模型,分析并网和孤岛运行状态下的阻抗特性。根据孤岛和电压暂态扰动情况下PCC阻抗的变化特征实现了同一逆变器中孤岛和电压暂态扰动现象的同步检测,从而正确执行孤岛保护与故障穿越两种功能。算例表明,所提方法可以有效辨识孤岛和电压暂态扰动现象,协调IIDG的孤岛保护和故障穿越两种功能,对已有的故障穿越和动态无功支撑方法具有较好的兼容性,有利于IIDG主动参与电网调节,更好地适应在配电网中的高渗透并网。     

应用于低电压穿越下Crowbar保护电路的分析

基于对适用于双馈风电系统Crowbar保护电路的分析,对常用的Crowbar保护方案进行了分类,对其工作原理和实现方法进行了详细说明,通过对比分析,得出优选方案。目前,应用于并网的风力发电机组主要是双馈异步电机,由于此风力发电机变流器容量仅占系统容量的1/3左右,所以很容易受系统电压波形的影响。在电网电压跌落严重的情况下,风力发电机组会因自保而脱网。为了保护变流器从而为电网提供支撑,需要研制一种能够在电网故障发生时为故障电流进行旁路的设备     

基于DFIG风电场联合保护的低电压穿越研究

本文首先介绍了我国《风电场接入电力系统技术规定》关于低电压穿越的具体要求。针对撬棒保护技术(Crowbar)装置并不能有效的保护直流母线的不足,提出了一种协调Crowbar及直流卸荷电路的方案,并利用STATCOM(static synchronous compensator)为风电场提供无功功率,双馈风力发电系统从而实现低电压穿越。研究结果表明,适当增加Crowbar旁路电阻,能更有效地限制转子电流,然而,旁路电路选择过大之后其效果不仅并不太明显,反而会导致直流母线过电压。所提出的交直流联合保护的方案能兼顾转子过电流及直流母线过电压问题,并有助于并网点电压的快速恢复。     

STATCOM对风电场低电压穿越和保护的研究

在Matlab/Simulink中建立了含异步风力机的风电场和STATCOM仿真模型。根据目前风电场接入系统保护配置,针对采用STATCOM后的异步风电场对系统保护配置影响及其存在的问题进行研究。研究表明,加装STATCOM装置可提高风机风电场的低电压穿越能力。提出了合理的改善低电压穿越和继电保护相互配合的措施,尽可能减少风力机脱网,提高电网的安全、稳定性。     

风电场低电压穿越对零序电流保护的影响

为研究风电场低电压穿越对零序电流保护的影响,从风电场戴维南等效电势的角度出发,针对风电场出线和非风电场出线分别设置单相接地故障和两相接地故障,推导出风电场低电压穿越时风电场电势与流过线路两侧保护的零序电流的关系,进而分析风电场电势变化对零序电流保护的影响机理。利用PSCAD建立含风电场的电网模型并进行了仿真验证。结果表明,风电场低电压穿越对风电场出线的零序电流保护造成不利的影响,对非风电场出线影响则不大。     

考虑分布式光伏低电压穿越的配电网改进短路电流计算

分布式光伏电源规模化并网使传统的短路电流计算方法不再适用。文中通过对光伏电源的并网点电压和故障输出电流进行定量分析,改进了考虑低电压穿越策略的光伏电源故障等效模型,使其更适用于实际工程计算。在此基础上利用叠加原理将配电网短路故障等效电路分解为电源不突变网络和电源突变网络,提出了改进的含分布式光伏电源配电网短路电流计算方法。通过对算例的仿真计算和数据分析,验证了所提方法的准确性和时效性。     

考虑风电机组运行差异化的低电压穿越分散预防控制

针对跟网型双馈风电场配置的传统低电压控制策略在多电压扰动场景下普适性差的问题,该文提出一种考虑机组状态差异化的风电场短期电压分散预防控制策略。首先,分析配置无功控制、Crowbar保护电路的双馈风电场低电压穿越动态特性,获取各风电机组低电压穿越期间电流及阻抗特性;然后,借助考虑风电场内阻抗变化的节点电压法,构建机组注入电流与机端电压间的动态关系,确定各机组低电压穿越期间对场站内节点电压的影响程度;进一步,设计不同电压扰动场景下的风电场电压控制目标,构建适应多种电压跌落深度的风电场预防控制策略;最后,在Simulink及RTLABOP5600实时数字仿真平台中搭建含4台双馈风电机组的风电场和某实际风电场电磁暂态模型,验证所提风电场控制策略有效性。     

风电场低电压穿越研究

从风电场实现低电压穿越功能所面临的问题出发,分析了各种问题下所对应的解决方案,指出风电场具备LVRT能力的必要性.     

低电压穿越对风电场线路保护整定的影响

风电场并网风力发电机要求具有低电压穿越(LVRT)功能,以满足电网故障、特别是电网电压骤降故障下的不间断运行,但这会影响继电保护的整定。分析了风电场中低压保护的配置与整定,并利用MATLAB/Simulink软件仿真了具有LVRT功能风力发电机组在外部故障时的短路电流。仿真结果表明,LVRT功能可提供短时恒定的短路电流,该电流有助于箱变熔断器的快速熔断,便于线路保护与熔断器的配合,提高了保护的动作速度,可为风电场继电保护的整定运行提供可靠的依据。