串联型配电网三相电压不平衡补偿器的研究

针对配电网三相电压不平衡问题,提出一种采用串联型电能质量调节器补偿配电网三相电压不平衡控制方法。通过构造辅助瞬时功率,检测出非线性负载下三相电压不平衡配电网公共接入点(PCC)电压基波正序分量;通过接入点实际电压与检测正序电压的差值,得出串联变压器需要补偿的电压参考值;以参考电压为目标,对电压型变流器进行正弦脉冲控制,使串联变压器上产生相应的电压抵消电源中负序、零序分量及谐波电压分量。仿真和实验结果表明该方法能有效补偿配电网三相电压不平衡并消除谐波电压。     

一种利用混合储能系统平抑风光功率波动的控制策略

储能系统作为一种能量缓存装置,在风光储一体化发电系统中发挥着至关重要的作用。将储能的功能定位于平抑风光输出功率波动。为满足系统对功率和能量两方面的需求,利用超级电容和蓄电池两种互补元件组成混合储能系统对可再生能源出力波动进行两级平抑,提出了基于移动平均算法的控制策略,在此过程中,依据功率波动量大小及储能单元的荷电状态对移动步长进行实时优化。通过对蓄电池和超级电容的灵活、准确、快速控制,实现了风光输出功率波动的平抑,有效改善了风光出力波动引起的电能质量问题,并延长了蓄电池的循环寿命。在PSCAD/EMTDC环境下搭建系统模型,仿真验证了控制策略的有效性。     

基于PSCAD的调容式消弧线圈设计

为了实现配电网电容电流的智能化补偿,现以电容电流的测量为切入点,在各种电容电流测量方法的基础上提出了一种新的测量方法,即扫频法;同时对调容式消弧线圈补偿接地电容电流的原理及其补偿特性进行了研究。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对调容式自动跟踪消弧补偿系统进行了建模和仿真。实验结果表明,扫频法能准确测量对地电容电流,且系统能对单相接地故障进行智能识别,并能快速、可靠地实现单相接地时电容电流的完全补偿。     

城区电力电缆接头温度在线监测与分析系统

对电力电缆接头温度进行在线监测可有效地预防和减少电缆接头事故的发生。介绍了一种新型城区电力电缆接头温度监测与分析系统,以GSM短消息方式实现数据传输,将GIS应用到监测分析软件,系统具有异常报警和接头状态评估分析功能。终端采用感应取能供电,供电电路设计中采用了超级电容,有效解决了供电难点。系统已经投入现场运行,系统运行稳定、可靠实用,具有广阔的应用前景。     

交流暂态故障对柔性直流系统影响的评判研究

在模块化多电平电压源换流器高压直流输电(MMC-HVDC)系统中,发生在交流输电线路的各类暂态故障或扰动不但会引起与交流系统连接的MMC换流站内上下桥臂不同程度过流、过压现象,也会对对向站的正常运行产生一定程度的负面影响。如何利用MMC换流站内各电气信息实现交流暂态故障或扰动对其运行状态影响程度的评判将是今后MMC-HVDC研究领域的热点问题。针对上述问题,首先分析了交流输电线路暂态故障对站内电压、电流的影响,指出站内各电气信息之间的联系。而后鉴于MMC-HVDC系统阻尼对暂态故障能量传递的抑制作用,考虑故障扰动时站内电压、电流具有变化无规律、频率复杂且扰动特征能量等级低等特点,提出利用Renyi小波包能量熵对交流暂态故障发生时站内电气信息进行特征提取,并根据特征提取结果构建了系统运行状态评判指标集。基于Renyi熵权和灰色关联分析理论,提出了一种双端MMC-HVDC系统运行状态综合评判方法。最后,利用双端31电平MMC-HVDC系统进行了各类交流暂态故障的模拟实验,并基于该方法实现了不同交流暂态故障对MMC-HVDC系统运行状态影响程度的评判,判断结果证明了该方法的有效性。     

一种具有故障阻断能力的改进混合型半桥MMC

为克服半桥模块化多电平换流器(MMC)直流侧短路后无法阻断故障电流这一缺点,提出一种具有故障阻断能力的改进混合型半桥MMC,依靠改进半桥子模块的故障阻断能力配合相应辅助电路实现故障电流转移与阻断。分析了直流双极短路故障下改进混合型半桥MMC故障阻断的动态过程,设计了关键器件的参数选择方法,并对比了该拓扑的经济性,与传统半桥MMC相比,改进混合型半桥MMC无需增加开关器件使用,仅增加晶闸管、二极管和1个机械开关,且通态损耗很低。最后,搭建双端51电平改进混合型半桥MMC直流输电模型对所提拓扑的故障阻断能力进行验证,仿真结果表明,所提改进混合型半桥MMC拓扑能够在几十ms内清除直流故障,具有良好的实用性和经济性。     

基于RT-LAB的模块化多电平换流器半实物仿真平台设计

纯数字仿真软件不能真实模拟柔性直流输电系统控保装置响应特性,用其检验控制保护装置的总体功能,优化、验证控制保护参数存在一定误差,因此本文建立了一个基于RT-LAB的模块化多电平换流器半实物仿真平台,采用高速协议转换控制机箱实现数据合并以满足通信接口高速率的要求。针对控制保护装置性能,设计了站控和阀控的测试方案,并利用所搭建平台完成了对实际控保装置的相关动态性能测试和功能测试,验证了MMC半实物仿真平台的有效性以及测试方案的合理性,能达到检验控保装置性能的要求。     

模块化多电平换流器子模块分组排序调制策略

针对高压大容量模块化多电平换流器调制及子模块投切问题,提出了降低子模块电容电压排序运算量的分组排序调制方法。以电容电压排序运算量最优为目标,确定换流器桥臂子模块的最优分组数量;建立分组后的子模块电容电压矩阵,并对其进行组内纵向排序、组间横向排序,形成以子模块电容电压为序的子模块矩阵;每个控制周期,根据桥臂电流参数,按照子模块电压升高或降低方向,进行子模块投入、切除控制。同时引入子模块电容电压偏差控制,以防止电容电压偏差过大并降低功率器件开关频率。通过101电平柔性直流输电系统数字实时仿真,以及37电平的柔性直流输电系统物理动态仿真,得出提出的均压控制策略可以明显降低排序的运算量以及子模块的开关频率,并能保证子模块电容电压波动量维持在额定值的-5%~5%以内。     

MMC-HVDC换流站电流波动抑制策略研究与仿真分析EI北大核心CSCD

在交流系统不对称的情况下,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)阀侧交流电流会出现基频负序分量,可能导致过流使系统闭锁或停运,同时MMC内部电流会出现2倍频零序分量,导致直流系统电流的2倍频波动。为了抑制交流三相不对称引发的MMC交、直流侧的电流波动,通过分析交流不对称条件下的MMC数学模型,提出一种基于通用控制器(universal controller,UC)的换流站电流波动抑制策略。通过对所提出的通用控制器与二阶谐振控制器(second-order resonant controller,SORC)控制效果的对比分析,理论证明采用UC作为电流控制器的MMC闭环系统具有控制精度高、稳定性好且结构简单的优势。利用RT-LAB仿真平台,建立双端31电平MMC—HVDC输电系统模型,对所提控制策略进行有效性验证。仿真结果表明,在交流系统不对称条件下,该文所提控制策略能够有效抑制MMC交、直流侧的电流波动,保证阀侧交流电流的对称性与直流系统的稳定性,提高MMC系统的运行能力。     

电力系统数字物理混合仿真接口算法综述

数字物理混合仿真结合了动态物理模拟仿真和实时数字仿真的优点,是进行复杂电力系统研究分析的有效手段;接口算法是保证其闭环稳定性和仿真精确性的关键。文中给出了数字物理混合仿真系统构建的总体结构;对已有接口算法的基本原理、建模方法、存在的问题及其改进方法进行了详细的分析;通过仿真验证了理想变压器模型法、输电线路模型法与阻尼阻抗法的稳定性和精确性性能,并对各类算法的适用领域进行了总结。最后,针对数字物理混合仿真接口算法存在的问题与不足,提出了今后的发展方向和需要解决的关键技术问题。