基于超定线性方程组模型的电网GIC计算方法研究

为提高电网地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current) GIC的计算精度,提出了基于超定线性方程组模型的电网GIC计算方法.该方法充分利用已测量到的GIC数据,将实测数据建立的附加方程与理论计算模型结合起来对GIC进行计算和评估.推导了回路电流法和节点电压法的超定线性方程组模型,并使用...     

计及不同控制方式的混合直流多馈入系统电网强度评估

综合多种高压直流(HVDC)控制方式，进一步完善基于交流网络模态解耦的混合直流多馈入系统电网强度评估方法，使之适用于异构的基于电网换相换流器的高压直流输电(LCC-HVDC)和基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)的混合直流多馈入系统的电压稳定分析.推导计及多种控制方式的LCC-HVDC直流侧雅克比矩阵，定性分析LCC-HVDC控制方式对电压稳定裕度的影响规律，在此基础上提出异构LCC-HVDC多馈入系统的电网强度评估方法.把握混合直流馈入系统电压稳定问题中的主要矛盾，将次要影响因素以模态摄动的形式进行近似计算，以保持电网强度评估方法的实用性和便捷性.通过数值计算和时域仿真说明所提方法的有效性.分析结果表明，LCC-HVDC的受端定熄弧角控制方式是恶化系统电压稳定性的主导控制模式，混合直流多馈入系统的电压稳定性随着直流容量减小或联络导纳增大而增强.     

电网谐波潮流计算

提出了电网谐波潮流的计算方法. 该方法通过对电力系统元件参数的修正,采用典型数值计算方法,计算出电网的谐波源对各节点电压的影响. 通过算例分析,表明该方法是可行的.     

计及电压稳定约束的含风电区域电网调度域划分

为了解决风电接入电网带来的系统灵活性与风电消纳以及运行不稳定问题.文中提出了随机潮流下电压稳定L指标评价电压稳定与电网运行域的概念,该方法可以准确地找出风电并网后全网电压稳定性最薄弱的节点,帮助调度人员对薄弱节点监视与控制,并提出基于观测全网电压稳定情况的电网运行域划分指标,基于电压稳定约束将电网划分为不同的运行域.通过IEEE-30节点典型算例系统仿真计算,验证了所提策略与指标的有效性.     

电网不平衡条件下PWM整流器正负序分量新计算方法

分析了传统的电网不平衡条件下电压型PWM整流器(VSR)控制系统正、负序分量的计算方法,针对所存在的问题提出了一种正、负序分量的计算方法——延迟法,并把它应用到三相无中线的PWM整流器控制系统中.该计算方法利用了正序和负序的特性来计算正、负序分量,通过实验证明该方法能缩短计算时间和有效降低VSR交流侧电流的不平衡度.     

三相四线电能表失压退补电量的误差研究

为了研究"电压替代法"在三相电网不对称时退补电量的误差范围,采用"对称分量法"对"电压替代法"退补电量的更正功率误差进行了分析计算,导出三相四线电能表失压退补电量的更正功率在电网三相电压、电流不平衡状态下的误差表达式.根据误差表达式分析实际运行的功率因数及三相电压、电流不平衡度在一定范围变化时更正电量误差变化情况,并计算在电网相关约束条件下的误差、样机实测不平衡度的误差及某实际电网95%的三相电压幅值不平衡时的误差,结果显示其误差小于±3%.最后比较了C相电流取不同电流时,"电压替代法"和"更正系数法"的更正功率的计算误差,说明在三相不平衡负荷下"电压替代法"计算的退补电量误差远小于"更正系数法"的误差,得到的结果验证了该方法的可行性和实用性.     

一种频率自适应滑动平均滤波器的电网同步方法

针对电网电压畸变条件下电力电子变流器的同步锁相问题,提出一种基于频率自适应滑动平均滤波原理的同步锁相(MA-PLL)方法.该方法在传统的同步锁相环基础上,利用滑动平均滤波器在零点频率处的高衰减性能,消除畸变电网条件下电压谐波及不平衡分量对同步锁相的精度影响;采用频率自适应和幅值归一化方法,提高锁相环在电网电压频率变化与幅值波动时的跟踪性能;采用小信号分析法,对锁相环系数进行设计和选取,提高锁相环的动态响应.实验结果表明:在电网电压畸变、不平衡以及频率变化情况下,提出的方法均能准确快速地获得电网的相位和频率信息.     

高渗透率分布式电源接入对配电网电压稳定性的影响研究

针对分布式电源(DG)接入配电网容量的不断增大,传统配电网中节点电压越限、系统双向潮流、短路电流升高等问题不断凸显,为提升配电网对可再生能源的消纳能力,提出最优接入方案和最大程度利用并网逆变器剩余容量参与电压调控的方法。通过建立含DG多种接入方式的配电网压降计算模型,分析了单点和多点DG接入对配电网电压分布的影响;基于Matlab搭建了IEEE33节点系统模型,分别对DG的接入方式、接入位置、渗透率、功率因数四个方面对电压分布产生的影响进行了研究,并以三维可视化的方式呈现电压分布,更加直观对比不同方案的优劣。研究表明,DG多点均匀分布接入电网并充分利用并网逆变器剩余容量可有效改善配电网电压分布,为提高可再生能源消纳提供了参考依据。     

宁夏电网负荷模型对稳定性的影响分析

负荷模型是影响电网稳定分析结果的一个重要因素.对宁夏电力系统负荷特性进行研究后得到的综合负荷模型与传统负荷模型有一定区别.利用电力系统综合稳定分析程序和基于负荷特性研究获得的负荷模型分析宁夏-甘肃断面部分线路的极限切除时间及各地区不同负荷水平下的暂态电压稳定问题;并与基于传统负荷模型的宁夏电网暂态功角和暂态电压稳定计算结果进行比较,分析不同的负荷模型对电网稳定计算的影响.最后采用新负荷模型研究宁夏电网存在的静态电压稳定问题.结果表明,辨识得到的负荷模型更接近实际电网的负荷特性,可以较好反映出宁夏电网的暂态电压稳定问题.     

特高压交直流混合电网无功电压特性与电压控制协调系统设计

特高压直流通道将承担金沙江流域水电大规模输送任务,形成了四川特有的特高压直流多送端局面.自动电压控制技术(AVC)已在电网调度控制中得到广泛应用,而当前AVC系统并未考虑特高压直流系统接入后带来的影响.分析四川特高压直流系统投运后近区电网电压的新特点,讨论建设协调电压控制系统的必要性,提出四川电网特高压交、直流混合电网协调电压控制系统设计方案.该方案正在四川电网D5000平台上实施,并预计可获得良好的技术经济性能.     

电网电压对称跌落下Z源永磁直驱风电系统的 运行与控制研究

在Z源风力发电系统中,当电网电压发生对称跌落时,会导致Z源网络电容电压上升和交流侧过电流,严重威胁风电机组和变流器的安全,破坏系统的稳定运行。针对这一问题,提出一种适用于Z源永磁直驱发电系统在电网电压对称跌落情况下的故障穿越策略。详细分析了Z源永磁直驱系统的工作原理,建立了Z源逆变器的数学模型。在电网电压正常情况下,运用Z源电容电压外环控制和电流内环控制的双闭环控制策略,实现Z源风力发电系统的单位功率因数并网运行;在电网电压发生三相对称跌落的情况下,分析功率流动情况,将耗能crowbar电路并联在Z源网络输入端,以实现系统的低电压穿越,从而保持恒定的Z源电容电压和稳定的交流侧电流。最后,在Matlab/Simulink中搭建模型进行系统仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

电网电压不平衡下的D-PMSWG系统MPC-VSG时域优化控制

当电网电压不平衡时,传统的VSG恒定有功以及恒定无功控制策略,在电网电压跌落和恢复期间频率响应和暂态稳定性欠佳。为解决这一问题,提出了一种电网电压不平衡下的直驱永磁同步风力发电（D-PMSWG）系统MPC-VSG时域优化控制策略。该策略将不平衡电网电压下的虚拟同步机控制（VSG）与模型预测控制（MPC）相结合,并对VSG转子运动方程的转子角频率与转矩建立了MPC预测模型,通过优化预测时域,调整了频率环节、阻尼环节和反馈控制惯量环节系数,得到了最优预测时域输出向量以及下一时刻的控制输入向量。与传统方法相比,所提出的方法在电压跌落、电压恢复瞬间的频率响应,以及功率的暂态特性,都得到了良好的改善。最后,在Matlab/Simulink中验证了不同控制目标下该控制策略的正确性和有效性。     

Crowbar电路在低电压穿越技术中的研究

电力系统风电并网中,风机需要具备低电压穿越性能,即电网电压波动时风机可以不脱离运行并向电网回馈能量,通过对三电平整流器的SVPWM的控制算法、二极管钳位型三电平变流器和电网跌落对风电变流器的影响三方面的研究,针对大功率直驱变流器提出一种基于耗能型的Crowbar电路,相比于传统保护电路和控制策略,所提出的方案增加了制动单元,并设计了其中开关管的控制方法,来实现低电压穿越的能力,并通过1.5MW的直驱风电机组及并网变流器构成并网系统验证设计的合理性.     

双馈异步风力发电系统Crowbar保护研究

目前,基于双馈异步发电机（DFIG）的风力发电系统,已被当前的风电工业界所广泛接受。为了满足新的入网规程的要求,必须对电网电压跌落期间双馈异步发电机的低电压穿越能力进行研究。本文首先分析了电网电压跌落的情况下DFIG的瞬态特性．继而总结、评价了Crowbar保护电路的两种类型,最后指出了影响Crowbar电路保护效果的因素,以期对双馈异步风电系统的低电压保护方案的选择和实现做进一步的探索和研究。     

储能系统改善微网动态性能的研究

利用PSCAD建模,研究了微网从并网向孤网模式转换的动态运行特性,获取了微网电压与频率的变化规律.微网由各分布式电源提供功率支撑,由IEEE34节点配网提供电压支撑.由于微型燃气轮机的慢响应特性,微网在过渡过程中引起频率电压波动极大,不利于系统稳定运行,储能设备对于微网稳定有重要作用,采用下垂控制策略的蓄电池作为储能设备,有效抑制了由微型燃气轮机所引起的电压和频率误差.     

分布式光伏系统并网对配电网电压的影响及电压越限治理方案

随着大规模分布式光伏系统并网,配电网电压问题成为分布式光伏发展的最大挑战之一. 以辐射状结构配电网为研究对象,从电压降落角度研究分布式光伏系统并网前后配电网电压分布的变化,分别分析了单个和多个光伏系统并网对配电网电压的改变,探讨了改变电压分布的各种因素,包括接入容量、接入位置、负荷大小、工作方式和接入方式. 通过美国PG&E69节点系统对理论分析进行了验证,得出线路电压随光伏系统并网而升高,且升高幅度与负荷分布和光伏出力有密切关系的结论,并提出了配电网电压越限的治理方案,该方案充分利用逆变器的剩余容量吸收无功,有效解决了分布式光伏系统并网引起的电压越限问题.     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

DFIG在微电网中的电压频率协调控制策略

为了抑制双馈异步风力发电机(DFIG)因自身有功输出波动导致的微电网电压频率波动,提高其对微电网孤岛运行下电压频率支撑的能力,研究分析了DFIG有功虚拟惯量控制以及定子侧无功功率极限,提出了一种基于f-P和V-Q下垂控制的DFIG电压频率协调控制策略.在DFIG V-Q下垂控制中引入逻辑积分环节,在不额外使用补偿装置下有效抑制电压频率的持续波动,并且在微电网电压频率跌落时,能够与其他采用下垂控制的分布式电源(DG)构成对等控制策略,共同为微电网提供电压频率支撑.最后在DIgSILENT仿真软件中搭建了微电网模型,仿真结果验证了控制策略的有效性.     

基于转子基波电压协同输出控制的 双馈变流器高电压穿越策略

为了解决电网电压深度不对称骤升时,机侧变流器功率不稳定以及直流母线脉动问题,提出一种基于转子基波电压协同输出控制的双馈变流器高电压穿越方法。当电网电压不对称升高时,转子侧变流器只输出转子电压基波分量,控制转子变流器输出有功功率基本为零,同时网侧变流器把直流母线的脉动功率送至电网。试验结果表明,该控制方案不仅可以保证在电网电压不对称升高期间双馈风电机组不脱网运行,还能向电网提供一定的感性无功功率,同时该方法不需要使用直流母线电压斩波电路,节省了成本。