低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。     

电力线路杆塔智能监控系统

针对供电企业对输电线路运行与维护中存在的一些问题,本文介绍了电力线路杆塔智能监控系统,包括信息采集系统、信息传输系统、杆塔控制系统和远程控制系统四个部分,主要分析了该智能监控系统的结构和功能,并提出了实现该智能监控系统应注意的问题.该系统为电力线路运行与维护提供了许多实时数据,从而使电力线路中存在的问题能够得以及时发现和处理.它不仅能够提高电力线路的运行和维护效率,而且为实现电力线路信息化提供了重要依据.     

长直平行双导线电感传统计算方法误差分析与修正

线路电感计算对于网络分析至关重要,针对同轴电缆和双导线回路两种基本线路形式,分析电感传统计算方法的有效性,并通过有限元数值法计算电感值。对比结果表明,随着双导线回路导线间距的减小,传统方法计算误差逐渐增大,分析了误差产生的原因。在此基础上,提出了在传统计算公式中加入修正因子来减小计算误差的方法,并给出了修正因子表达式。研究成果可为电力电子网络计算提供更准确的参数计算理论与方法。     

改善虚拟同步发电机阻尼特性的设计方法

虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)控制基于虚拟同步机制可以增大电力系统等效转动惯量,改善电网稳定性。但是由于虚拟同步发电机模拟传统电机的机电暂态特性,传统电机的动态稳定性问题也因此被引入到虚拟同步发电机中。通过建立虚拟同步发电机的动态模型,发现线路电感会对系统等效产生负阻尼力矩;采用复数力矩系数法,分析得到虚拟励磁调节器同样会在控制回路中等效叠加阻尼力矩,存在功率振荡的风险。为改善系统阻尼特性,采用虚拟阻抗控制策略改善电感等效阻尼;并提出一种虚拟电力系统稳定装置(power system stabilizer,PSS)设计方法,可以实现虚拟励磁等效力矩的补偿。最后,通过搭建仿真平台,验证虚拟同步发电机中存在的负阻尼特性以及补偿设计方法的有效性。     

国内50万伏线路保护研制和运行情况

一、我国50万伏线路的特点概括起来有以下几点:1.输电线路并联电抗器引起的直流分量为了减小线路充电时电容电流,降低操作时产生的过电压,在较长的50万伏线路上一般并有电抗器,这样在发生短路时暂态电流中除了输电线路的电感直接产生直流分量外,还由于电抗器的存在产生了附加的直流分量。直流分量的产生保证短路时电感中电流不能突变。由于电抗器电感L_p很大,电阻r_p很小,如忽略线路电阻,其衰减时间常数可近似表示为     

三防型PT的应用

中性点不接地系统中使用的绝缘监视电压互感器在运行中易出现以下几个问题:(1)电压互感器经断路器投入运行时或当电力线路一相瞬间接地而引起高压保险的非正常熔断;(2)在系统未发生任何接地事故情况下,发出错误的接地信号;(3)在电压互感器本身没有内部故障的情况下而被烧毁。过去认为上述问题的根本原因是电压互感器的电感与线路电容匹配产生铁磁谐振而引起的。     

基于谐振原理的三电平叠层母排杂散电感测试方法

提出了一种基于LC谐振原理的三电平叠层母排杂散电感的测试方法.在测试电路中加入谐振电容,根据换流过程中叠层母排的杂散电感与已知谐振电流产生的谐振频率,精确测量出谐振频率,由已知的谐振电容数值推导出叠层母排的杂散电感.试验表明,该方法对于三电平叠层母排杂散电感的测量精度高,对于中高压三电平电力电子拓扑的过电压保护具有重要的指导意义.     

基于正弦扰动注入的直流微网线路电感检测

在直流微网中,直流变换器与直流母线之间的线路电感将会引起系统失稳。基于直流微网的结构特性提出一种线路电感的检测方法,通过对系统控制单元注入高频正弦扰动信号,提取直流变换器输出电压和输出电流中的扰动分量信号,可对线路电感进行检测。根据此电感,引入反馈环节,对系统进行补偿,调整直流电源变换器的输出阻抗,提升系统的稳定性。在此分析了线路电感的检测原理和系统补偿原理,并通过实验验证所提方法的正确性。     

一种新的恒频软开关变流器

提出了一种新的恒频隔离式变流器,该变流器采用1个耦合电感来实现整个线路和负载范围内主开关的零电压切换.由于该耦合电感并未以1个串联电感的形式出现在负载电流通道内,故不会产生负载的周期损耗.也不会在输出整流器两端产生严重的电压振荡.该变流器的性能在1个1 kW的实验原型电路中得到了证实.     

电力线路管理信息系统的设计与实现

传统的以人工为主对信息进行分析处理的电力线路管理模式已日益显得力不从心.在这种情况下,采用计算机网络技术、数据库技术以及有效的软件工程方法,建立电力线路管理信息系统是十分必要的.文中以四川电力公司东兴供电局线路管理信息系统的开发为例说明系统的设计思路和方法,详细阐述了主界面、线路档案管理、线路查询统计及数据库的设计实现.     

基于模糊控制的虚拟阻抗VSG功率解耦策略

虚拟同步发电机(VSG)技术模拟了同步发电机的运行机制,使分布式发电能够为电网提供惯性并提高系统稳定性。当VSG接入低压微电网时,由于线路阻抗的阻感比过大的影响,VSG的有功环和无功环之间不能视为近似解耦,VSG输出的有功功率和无功功率之间存在耦合。另外如果VSG的功角太大,也将增加功率的耦合程度,增加解耦的难度。文中分析了VSG功率耦合机理,发现功率耦合会引起VSG输出功率的动态震荡,使无功功率产生稳态误差等问题,在此基础上,提出了一种利用模糊控制对VSG功角进行估算的自适应虚拟阻抗解耦策略。最后,通过MATLAB/Simulink构建VSG并网模型,以验证VSG功率耦合的抑制。     

基于极点配置的新能源并网附加阻尼控制策略

大量新能源经电力电子装备接入电网改变了电力系统的阻尼特性,导致同步发电机低频振荡问题凸显,对系统安全稳定运行构成威胁。虚拟同步发电机作为一种新型的变流器控制技术,有必要对新能源基于该技术接入系统的阻尼特性进行深入分析。首先,建立虚拟同步发电机控制器的数学模型与同步发电机模型。其次,以新能源并入单机无穷大系统为研究对象,基于小信号分析法分析该策略与同步发电机的运行特性耦合机理。最后,提出一种新能源并网的附加阻尼控制策略,并基于电力系统极点配置法,设计附加阻尼控制器以改善系统阻尼特性并抑制系统低频振荡,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于改进型虚拟同步发电机的功率控制

针对传统虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制中逆变器输出阻抗和线路阻抗不同而引起的功率环流问题,提出一种改进型虚拟同步发电机功率控制方法。首先,在VSG电磁方程中引入虚拟电抗,解决低压线路阻抗模型中阻性成分带来的功率耦合问题,使得逆变器输出功率能够独立控制。其次,在VSG励磁控制器中附加公共连接点电压(Voltage at the Point of Common Coupling,VPCC)调节器,抑制因线路阻抗不同而引起的无功环流,并可在负荷突增情况下维持VPCC稳定。最后在孤岛运行的低压微电网中进行了仿真,仿真结果证明了该控制策略的可行性与有效性。     

基于虚拟稳态同步阻抗的VSG输出阻抗与小信号建模分析

虚拟同步发电机VSG（virtual synchronous generator）由于能够模拟同步发电机的运行特性而受到日益关注。通常而言,VSG通过下垂控制自动独立调节频率和电压,存在有功功率和无功功率易发生耦合振荡等问题,而虚拟稳态同步阻抗方案是一种能够通过调整逆变器输出阻抗特性从而抑制功率耦合振荡的有效方案。首先,介绍了基于虚拟稳态同步阻抗VSG控制策略的基本原理,分析了该方案下的VSG输出阻抗特性,发现该方案下的输出阻抗可由设定的虚拟稳态同步阻抗决定,与逆变器自身的滤波器和闭环控制器等参数无关;然后,通过建立逆变器小信号模型,得出了虚拟稳态同步阻抗可以增加VSG系统低频域特征根阻尼比,有效抑制功率耦合振荡的结论;最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验,进一步验证了基于虚拟稳态同步阻抗的VSG控制策略理论分析的正确性。     

基于改进虚拟同步发电机控制技术的低压微电网功率分配策略

低压微电网中,采用虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）策略控制多台逆变器并联运行时,由于线路阻抗差异较大,无法实现输出功率的按容量精确分配。针对这一问题,文章提出一种改进的VSG控制技术,在无功电压控制环中引入公共点电压反馈和积分环节,消除线路阻抗对无功分配的影响;并在虚拟阻抗环引入无功功率反馈,根据系统运行情况实时调整虚拟阻抗的阻值。在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,仿真结果表明,所提改进控制策略实现了有功和无功功率的精确分配,降低了逆变器输出电压幅值跌落,并且具有较强的鲁棒性。     

基于自适应旋转惯量VSG控制策略光储微网系统

针对光伏储能并网发电系统采用常规虚拟同步机VSG(virtual synchronous generator)控制策略在负荷扰动时系统的稳定性和动态性能欠佳的问题,本文提出一种基于自适应旋转惯量VSG控制策略的光伏储能并网发电系统。在常规VSG控制策略的基础上,利用同步发电机的功角特性曲线及转子角速度振荡周期曲线,分析了自适应旋转惯量对系统频率的影响,并对自适应旋转惯量VSG控制策略的稳定性分析及关键参数整定设计。最后,将自适应旋转惯量VSG控制策略应用于光伏储能并网发电系统中并建立其仿真模型。仿真结果表明:在负荷扰动情况下,采用自适应旋转惯量的VSG控制策略的光伏储能发电系统的稳定性和动态性能较好。相比常规的VSG控制策略频率波动及输出功率的波动性明显得到抑制。     

电网电压前馈控制VSG的阻抗建模与并网稳定性分析

针对电网电压谐波背景下虚拟同步发电机（VSG）并网电流畸变及并网稳定性下降问题,文中提出了一种基于电流环的电网电压前馈控制策略。从入网电流传递函数出发,设计电压前馈控制模块以消除背景谐波的影响,并基于谐波线性化方法分别建立加入前馈控制前后的VSG序阻抗模型,对其在各频段阻抗特性及并网稳定性上的影响进行对比分析。结果表明,引入该前馈控制等同于在VSG输出端并联虚拟阻抗,输出阻抗的高频段幅频曲线上移,可以改善非理想电网条件下的并网电流质量。同时,中高频段相频特性由容性矫正为感性,可以消除并网条件下的谐波振荡风险,提高交互系统稳定性。最后,基于实时仿真实验平台（RT-LAB）硬件在环实验验证了文中控制策略及理论分析的正确性。     

对称电压暂降情况下含无功补偿功能的虚拟同步发电机控制策略

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制思想是通过模拟传统的同步发电机的输出特性来提升分布式电源(Distributed Generation,DG)对电网的友好性。但是,传统的VSG不具备在电网故障情况下抑制故障电流的能力,同时也无法提供无功支撑。文中针对该问题,建立VSG模型,分析电网电压对称暂降过程中的VSG的行为。提出了一种适用于电压暂降故障的含有无功补偿功能的VSG控制策略,能够保证故障期间VSG输出不过流,故障瞬间和故障清除瞬间无暂态电流冲击并输出最大无功功率。并给出了限流控制方法的原理分析和具体参数整定原则。最后通过仿真验证了所提的控制策略的正确性和可行性。     

采用VSG策略的MMC阻抗建模及并网稳定性分析

随着分布式能源并网的增多,局部电网逐渐呈现出弱电网特性,虚拟同步发电机（VSG）控制由于可以模拟同步发电机的特性,能够为弱电网提供惯性和阻尼支撑。本文采用谐波线性化方法对采用VSG控制策略的模块化多电平换流器(MMC)进行阻抗建模。所得到的阻抗模型在低频段主要呈容性,在高频段主要呈感性,在复杂电力系统中,可能会与电网阻抗存在谐振点。分析了VSG主要控制参数对MMC阻抗的影响,发现有功-频率下垂系数、阻尼系数和虚拟转动惯量主要影响50Hz附近的阻抗。根据阻抗稳定性判据对MMC并网系统进行稳定性分析,发现并网系统在高频段有振荡的风险。