基于风储联合系统的受端电网黑启动技术及协调恢复策略

受端电网发生故障停电时要求送端电源具备黑启动能力,目前我国现有的黑启动电源主要为火电厂及水电厂。随着高比例风电地大量接入,电网要求风电机组具有一定的黑启动能力,但风能由于其不确定性和波动性导致风电机组很难单独参与黑启动。为使得风电机组具备较好的黑启动能力参与电网恢复,本文针对双馈风电场,提出了一种基于风储联合系统的受端电网三阶段协调恢复策略。初始阶段,通过储能装置建立交流频率和电压并实现风机顺利并网;中期阶段,切换储能装置控制模式并在风机转子侧设计虚拟同步控制为系统提供频率和电压支撑,完成部分发电机组及负荷的恢复;后期阶段,在储能侧设计了基于H2/H∞的附加鲁棒控制器抑制多机组并网的低频振荡,实现受端电网平稳恢复。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了风储联合系统模型,仿真分析了虚拟同步控制与常规控制在风电机组参与黑启动过程中对频率波动抑制效果的差异,通过对比频率振荡幅值验证了虚拟同步控制具有更好的频率支撑能力,更适合风电机组参与黑启动;并且黑启动各阶段系统频率及电压波动曲线均处于安全范围,从而验证了所提协调恢复策略的有效性和可行性。     

基于Multi-agents系统的黑启动决策方法

在黑启动过程中,建立相应的发电机、母线及线路开关等分层主体,进行相互通信与协调控制,实时监测电力系统的状态变化,并采用Petri-net算法进行优化建模,从而提出相应的故障恢复方案或是大停电状态下的黑启动方案。     

计及恢复效果的光热电站黑启动服务定价方法

光热电站(concentrating solar power, CSP)因其具备储热系统和良好的运行特性,有望成为服务于电力系统应急恢复的黑启动电源。由于目前黑启动服务无法充分调动CSP电站参与系统恢复的积极性,有必要提出一种适合CSP电站的黑启动服务定价方法。考虑兼顾黑启动服务的CSP电站运行特点,以引导CSP电站在潜在停电风险高时提升储热水平,加快系统恢复为目标,构建了计及恢复效果的黑启动服务定价模型。在模型中,引入等效机组容量来衡量CSP电站在系统恢复时的恢复效果,通过支付给CSP电站恢复效果费来激励其主动做好黑启动准备。为合理确定黑启动服务价格,详细构建了计及黑启动服务影响的CSP电站日前调度优化模型,并提出了综合评判指标。最后,以新英格兰10机39节点系统为例展示了定价过程,并验证了所提定价策略及方法的合理性、有效性。     

基于模糊熵权的黑启动方案评估方法

为了有效评估黑启动方案,并在各个方案中选择最佳方案来实现系统快速恢复供电,提出了基于模糊熵权的黑启动方案评估方法。该方法首先将熵权权重与专家权重良好结合,使得目标黑启动方案能够兼顾主客观性;然后模糊化各个评价指标,以模糊评价信息作为各个黑启动方案优劣排序的依据。该方法具有易于实现且计算过程简单等优点,同时受大规模电力系统维数的影响较小。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于负荷恢复的后续网络恢复方法研究

对电力系统黑启动后期线路投入算法和系统重要负荷恢复过程进行了研究.首先阐述了负荷恢复与后续线路投入的控制过程,确立了重要负荷恢复开始到恢复完成的流程.然后以Dijkstra算法为基础,提出了基于负荷恢复的有效线路投入算法.最后以IEEE39节点系统为例对算法进行了编程,实现了在满足线路潮流限制的同时使投入的线路尽可能少...     

基于直觉模糊集Choquet积分算子的黑启动群体决策方法

电力系统黑启动策略优化对大停电事故发生后的电力系统快速恢复具有重要意义.现有的黑启动决策方法多数是以假定黑启动指标或权值相互独立为前提的,且在群体决策方面缺乏研究报道,而群体决策结果一般比个体决策结果更加可靠.在此背景下,通过在黑启动决策问题中引入直觉模糊集概念和直觉模糊Choquet积分算子,发展了相应的黑启动群体决...     

基于TOPSIS法的地区电网黑启动方案评估

地区电网黑启动辅助决策系统的开发对辅助调度人员制订黑启动方案、实现系统全停后的快速恢复具有重要作用。主要研究了黑启动方案评估,并将其应用于黑启动辅助决策支持系统中。利用TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)法分析评估黑启动初始方案组,建立数据库并进行分析推理,评估各初始方案的优劣,从而选择出最优的黑启动方案。同时探讨了黑启动过程中被启动火电机组的运行特性。     

异步电网并行协调恢复策略的优化制定方法

针对异步电网发生全网大停电后的恢复问题,提出一种并行协调恢复策略的优化制定方法。采用串并行思想,通过高压直流协调送、受端电网,并最终实现全网恢复。基于各交流子网的送、受端角色定位,分析各换流站的电源、负荷特性。建立异步电网并行协调恢复的优化模型,重点研究直流与送、受端电网的协调恢复过程。采用多种群遗传算法求解,得到最优恢复方案并确定直流的最佳启动时机。基于IEEE 39节点系统构建异步电网算例,对所提方法进行验证。结果表明,该优化方法具有可行性,适用于异步电网恢复方案的制定。     

异步电网并行协调恢复策略的优化制定方法

针对异步电网发生全网大停电后的恢复问题,提出一种并行协调恢复策略的优化制定方法。采用串并行思想,通过高压直流协调送、受端电网,并最终实现全网恢复。基于各交流子网的送、受端角色定位,分析各换流站的电源、负荷特性。建立异步电网并行协调恢复的优化模型,重点研究直流与送、受端电网的协调恢复过程。采用多种群遗传算法求解,得到最优恢复方案并确定直流的最佳启动时机。基于IEEE 39节点系统构建异步电网算例,对所提方法进行验证。结果表明,该优化方法具有可行性,适用于异步电网恢复方案的制定。     

VSC-HVDC在电网黑启动时负荷恢复阶段提高系统频率稳定性研究

在电网黑启动的负荷恢复阶段,提高系统的频率稳定性对电网的快速恢复具有重要意义。提出基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)作为电网大停电的黑启动电源,建立了交直流混合系统的物理模型,采用VSC-HVDC与发电机调速器协调控制方法,设计了频率作为控制量的有功功率控制器。通过PSCAD/EMTDC环境下仿真,结果表明在电网恢复时采用VSC-HVDC与调速器协调控制可以大幅度恢复负荷,且速度较快,对系统频率具有很好的稳定性。     

基于直流功率支援因子的紧急直流功率支援策略研究

交直流混合输电系统中功率外送通道发生故障时,功率过剩会导致送端系统大幅波动,利用直流过负荷能力能有效提高送端系统稳定性,而如何对各紧急直流功率支援的效果进行评估,选取最优的支援策略尚待研究。基于多馈入相互作用因子和多馈入有效短路比的概念定义了直流功率支援因子,以四川电网不同功率外送通道故障为例,利用直流功率支援因子对各紧急直流功率支援的效果进行排序,选取最优的支援策略。仿真计算验证了直流功率支援因子的分析结果,表明直流功率支援因子能有效评估紧急直流功率支援的效果。     

基于不同时间尺度的交直流混合配电网分层优化控制策略

针对传统控制策略难以兼顾交直流混合配电网潮流优化和运行模式快速切换的问题,提出了一种基于不同时间尺度的分层控制策略。在较短时间尺度内,各并网变流器均根据上层调度指令工作于下垂控制模式,使系统稳定时工作于优化状态;当出现恶劣工作状况时,通过切换互联变流器和储能单元变流器的控制策略以维持配电网直流侧电压稳定。在较长时间尺度内,当系统正常运行时以系统电能损耗最小和系统电压偏差最小为优化目标;当直流线路断线时以故障点两侧节点电压偏差最小为优化目标,通过优化调度算法为下层提供调度指令。仿真结果表明:正常运行时该控制策略能实现系统运行优化、维持系统稳定且不过分依赖通信系统;在系统功率骤变、电路故障等恶劣工况时,能实现系统运行状态的平稳过渡。     

基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究

基于混杂系统理论,分析了DC/DC功率变换器在连续工作模式下的动态特性,采用 步离散法得到一个占空比控制变量与连续变量直接相互作用的数学模型,即分段仿射(PWA)模型。结合预测控制方法,在建立的数学模型基础之上,设定系统的二次型性能指标,并引入预测误差对系统的输出进行反馈校正,通过性能指标的优化计算得到占空比控制信号,由此出设计预测控制器。以Buck功率变换器为研究对象,设计了一个开关频率为400 KHz的实验样机,仿真结果和实验结果验证了该方法的有效性。     

基于分散式储能的风电柔直并网直流故障穿越协调控制

采用架空线的柔性直流输电技术是解决高渗透率、远距离可再生能源并网消纳的有效方案。然而,架空线路故障率较高,其直流故障穿越问题亟待研究。本文提出利用风场现有分散储能实现风电柔直并网直流故障穿越协调控制。首先,研究风电场接入多端柔性直流输电系统（multi-terminal HVDC based on MMC, MMC–MTDC）中MMC及风电场储能系统等主要组成部分的拓扑结构和基本工作原理;其次,针对大规模风电经柔直并网系统的直流故障,定量分析非故障极功率裕量,通过控制风电机组全功率变流器现有并联储能系统来消纳故障期间的不平衡功率;针对不同功率消纳方案,提出由储能系统、换流站、直流断路器和风电场协调配合进行故障穿越,根据直流断路器动作信号进行故障分类,改变换流站控制方式与风电场出力,从而实现不同故障类型的快速恢复。该策略能够保持系统在故障期间并网运行且不出现闭锁、过载等问题,提升系统的稳定性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建上述仿真模型,详细研究了风电场经MMC–MTDC并网系统的直流故障穿越策略,验证了本文所提出的基于储能系统的直流故障穿越策略能够维持故障期间的功率平衡,实现故障快速恢复,平稳实现直流故障穿越。本文所提故障穿越策略有望对新能源柔直并网提供必要的依据和参考。     

基于模糊下垂控制的微电网分层协调控制策略研究

针对微电网系统中多个微源的协调问题,基于模糊算法改进的下垂控制和微电源各自的工作特性,提出了一种新型的分层控制策略,把模糊下垂控制作为主电源的控制策略,多个微源作为主电源协同维持电网的稳定:将蓄电池作为1级控制的主电源,平抑小功率的负荷波动;将容量大、输出稳定的微型燃气轮机作为2级控制的主电源,应对电网较大功率的负荷波动.最后,通过PSCAD/EM TDC仿真验证了控制策略的有效性.     

基于单一旋转角虚拟功率的虚拟同步发电机功率解耦策略

虚拟同步发电机（VSG）技术模仿了同步发电机的运行机制,使分布式发电为电网提供惯性,改善了系统的稳定性。针对在线路传输过程中VSG的输出功率存在耦合而引起功率振荡甚至控制失效的问题,将虚拟功率解耦策略与VSG相结合,以降低输出功率之间的耦合效应。建立了改进VSG控制策略的小信号模型,并进行了分析,确定了虚拟功率的最佳旋转角度,以消除线路阻抗比对策略产生的影响。最后,通过MATLAB/Simulink仿真,验证了所提方案抑制功率振荡的有效性,提高了VSG的动静态性能。     

基于复合式光电编码器PMSM的启动方法

简述了复合式光电编码器的工作原理,针对现有永磁同步电机转子位置检测方法的不足,提出了使用复合式光电编码器对永磁同步电机转子初始位置检测及电机启动的方法,并通过以数字信号处理器（DSP）为核心的实验平台进行实验,实验结果表明,该方法可以满足实际使用的要求,实现了电机可靠启动、运行。     

无刷直流电机电流滞环控制策略研究

介绍无刷直流电机的数学模型,分析无刷直流电机电流滞环控制系统策略,基于MatlabSimulink构建无刷直流电机电流滞环控制系统的仿真模块。通过实验及波形分析验证系统的控制性能,结果显示系统性能良好,运行稳定,可以满足中小型运动控制系统的需求。     

基于SG3525和MSP430单片机的数控电流源设计

本设计以SG3525和MSP430单片机为控制器件.因SG3525能输出两路波形一致,相位差为180°的PWM信号,结合双MOSFET管斩波电路的独特设计,能有效地减小输出电流的纹波.利用闭环控制原理,使整个电路构成一个双闭环,实现稳流输出.输出电流在10 mA¹000 mA可调,输出电流可预置、具有"+"、"-"步进调整、步进为1 mA、可直接显示等功能.