应对多回并列直流换相失败的送端系统安全稳定控制措施研究

大容量特高压直流工程的陆续投运进一步加剧电网"强直弱交"特性,送受端系统的耦合作用和相互影响愈发显著,受端系统故障引发的多并列直流同时换相失败会对送受端电网造成巨大的冲击,严重挤压送端电网稳定运行空间,若电网稳定裕度较低,甚至会导致全网崩溃,因此需针对多并列直流送出系统同时换相失败采取一定的安全稳定控制措施。基于三区域交直流互联系统等值模型,该文从机理分析角度提出应对多回直流同时换相失败故障冲击下互联系统安全稳定控制措施,并针对换相失败故障的特殊性对控制措施的适应性进行了分析,最后基于"三华"实际电网算例对控制措施的有效性进行仿真验证。

双馈风力发电系统的新型无功优化控制策略

通过对双馈风力发电机定子功率极限的推导,以及定子输出无功功率与双馈电机损耗关系的分析,提出双馈风力发电机的一种新型控制策略。该方法对励磁电流的不同组合优化选择,将励磁电流平均分配到定子和转子电流,使网侧与转子侧变流器容量相等,互为备用,并综合考虑了双馈风力发电机的运行效率和工况性能。基于所提控制策略,结合网侧变流器的容量设置,对双馈风力发电机的无功调节能力和对接入系统的电压控制作用进行了探讨,提出在不同系统运行状况下的无功选择办法。构建了包含双馈风力发电机组的测试系统,仿真算例结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

电网电压故障时双馈异步发电机定子磁链的动态特性研究

推导电网电压对称故障和不对称故障条件下双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)在正、反向同步旋转坐标系中的数学模型,分析了电网故障时DFIG的动态特性,并给出DFIG定子磁链在对称及不对称电压故障情况下的完整解析表达式。通过对持续时间分别为50ms和100ms的2种电压故障的仿真对比分析,指出电网电压对称故障时磁链会以工频振荡,而不对称故障条件下磁链则以2倍工频振荡,且在持续时间为整数倍工频半周期的故障情况下,电网电压恢复时磁链振荡的幅度是电压跌落时幅值的2倍。分别对各种典型故障情况进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。

特高压直流双极相继故障再启动策略

直流故障再启动功能对于提高特高压直流输电工程的运行可靠性具有重要意义。首先,分析了已投运特高压直流再启动对交流系统安全稳定性的影响。在此基础上,针对特定的交流运行方式,对特高压直流双极相继故障时序及系统稳定特性进行了分析,并基于分析结果提出了三段式相继再启动策略分析方法,以此作为制定特高压直流双极相继故障再启动策略的理论依据。最后,以西南某回特高压直流工程为例,验证了所提三段式再启动策略的有效性。

青藏直流投运后藏中电网稳定特性研究

藏中电网规模较小,网架结构相对较弱,青藏直流联网工程投运后给藏中电网的安全稳定运行带来诸多挑战,交直流系统稳定问题突出。从联网工程投运前藏中电网的电源特性、大机小网等固有特性出发,结合青藏直流联网以来青藏直流以及藏中电网运行中存在的各种稳定问题,深入分析了青藏直流投运后藏中电网的电源特性变化、稳定特性转化、虎曲线功率送出、直流换相失败、以及交直流影响等安全稳定问题。同时针对西藏电网的运行特性,分析并指出了青藏直流几个重要而特殊的安全稳定运行特性。

集成嵌入式储能的双馈风力发电系统功率控制

风能输出功率的波动性和间歇性源于原动力风的自然特性,其接入系统会给电网稳定性和电能质量带来不利的影响。结合双馈发电系统采用背靠背变流器且具有直流母线的特点,提出一种基于嵌入式能量存储系统抑制风电出力波动的控制方法。该储能系统不仅电气上可嵌入双馈系统直流侧,而且物理上也可嵌入实际系统,其灵活的功率吞吐能力可依据风速变化补偿双馈发电系统输入电网的功率波动。设计了相应的控制策略,通过经典风力四分量模型和电网电压降落的仿真算例,对集成嵌入式能量存储的双馈发电系统的运行特性进行了仿真。仿真结果表明,所提出的拓扑结构和功率控制策略能够很好地改善并网风力发电系统的电能质量和稳定性。

三相电压型PWM整流器控制特性

基于三相电压型PWM整流器的工作原理,研究了PWM整流器的四象限运行的工作状态,并在此基础上提出PWM整流器网侧呈现受控电流源、且电流和功率因数均可控的特性,这使得整流器可以灵活地在各种工作状态间切换。针对PWM整流器网侧功率因数控制的要求,指出PWM整流器需工作在升压状态,且推导出其保持正常运行时直流电压与交流输入电源电压的比值应大于一个临界升压系数。提出了基于空间矢量算法的PWM整流器阶段电流控制策略:升压系数较大时采用单位功率因数控制模式,升压系数较小时则切换至滞后功率因数控制模式。设计并搭建了基于DSP数字化的三相电压源型PWM整流器的物理平台,实验波形验证了PWM整流器自身运行特性与其工作在临界升压系数时电流控制策略的切换控制的正确性。

基于多层前向神经网络的基波检测方法

基波检测是系统控制和电能质量调节装置的一项很重要的任务,检测方法的精确性和实时性是系统可靠控制和有效调节的基础和关键。提出了一种基于多层前向人工神经网络实现基波检测的方法,检测网络采用误差反向传播的神经网络,结合电力系统中畸变波形的特点生成训练样本,并对神经网络的结构和参数进行了优化研究。该方法可以快速而准确地检测出畸变电网中的基波信号,仿真与实验均表明其具有优良的检测效果和跟踪速度,而且具有一定的泛化和外推能力,对于未经训练的含有更高次谐波的样本同样具有良好的检测能力。

多回直流换相失败后送端三机群系统稳定机理及影响因素研究

在电网"强直弱交"新形势下,直流送受端交流系统之间的相互影响逐渐突显,需要开展多回直流换相失败后送端三机群交流系统的稳定机理和影响因素研究。文章推导了三机系统的转子运动方程,根据2个稳定模式固有的周期比例关系实现了解耦,采用等面积法则分析了多回直流换相失败后的送端三机群系统稳定机理,并分析了机组转动惯量、换相失败形式、换相失败范围等关键因素对送端三机群系统稳定性的影响,最后采用三机等值系统算例和"三华"实际系统算例进行了验证。研究表明,送端三机群系统2个稳定模式之间的耦合作用将使得系统的稳定性变差。文中研究将直流功率扰动后送端两机系统的稳定机理扩展到三机系统,可以为电网实际运行提供依据和参考。

电网电压不平衡条件下双馈风力发电系统控制策略

推导和分析了不平衡电网电压条件下双馈发电系统定子、网侧变流器的有功、无功功率的2次脉动分量表达式,在此基础上,针对转子侧和网侧变流器分别讨论了两种可供选择的增强DFIG运行能力的不平衡控制目标。综合考虑网侧和转子侧变流器的协调控制能力,提出了基于正、反向同步旋转坐标系的双馈发电系统的不平衡控制策略。针对电网电压不平衡条件下网侧变流器特性,提出一种基于电压的功率补偿算法,以消除不平衡情况下直流电压的2次脉动对网侧电流控制环的影响。仿真结果表明,所提出的网侧、转子侧变流器的协调控制策略能够很好地改善DFIG系统在电网电压不平衡条件下的运行性能,提高风电机组的不对称故障穿越能力。

基于CAN和RS485的电动汽车充电机控制系统

运用模块化设计方式,设计并实现了基于CAN总线和RS485通信的电动汽车用充电机控制系统,介绍了这种双层网络控制结构和基于DSP的充电控制单元具体的硬件和软件实现方案,该系统能够实现充电过程的远程和现场的双重控制。

高压电除尘器的效率与节能技术

针对除尘器效率与节能问题,分析了对电除尘器的除尘效率与节能影响最大的反电晕现象和节能潜力,对直流供电方式和脉冲间歇供电方式进行了对比,针对间歇供电方式的准确、方便控制,分析了晶闸管调压式高压除尘电源与大功率高频开关的特点,后者能显著地提高静电除尘的效率。

插值采样增强钢琴音高识别能力的方法

针对钢琴音符频率跨度广,对音符的识别要求高的情况,本文提出了一种利用内插进行升采样的方法。充分利用了插零算法的计算量小,效果显著的优点,提高了原有的采样率,并设计相应低通滤波器进行滤波处理,结合三电平中心削波的自相关法对钢琴音符频率进行检测识别。计算机仿真的检测结果基本达到预期目标,相比内插前较大地提高了钢琴的音高识别能力,满足了识别要求。

基于BP神经网络的钢琴基波检测方法

钢琴基波的检测会影响钢琴质量和弹奏效果。介绍了一种基于BP神经网络实现基波检测的方法,充分利用了神经网络的逼近非线性映射的特性。根据推导得出的钢琴弦振动方程,分析基波与谐波波形的特点组合生成训练样本,采用合适参数进行网络训练。计算机仿真的实验结果良好,有效地检测出了钢琴的基波信号。并用未经训练的含有更高次谐波的样本试验,得到了令人满意的检测结果,表明该方法具有一定的泛化和外推能力,有助于今后对钢琴基波的进一步研究工作。

燃油电站DCS监控系统组态设计

介绍孟加拉国50MW±15%燃油电站的DCS组态监控设计,包括硬件配置及软件组态等。

风机低电压穿越控制对系统暂态过电压的影响及优化

特高压直流输电工程及近区大规模风电场的陆续投运使系统交直流故障扰动后的暂态过电压问题愈发凸显,严重威胁交直流设备安全,已成为严重制约特高压直流输电能力及风电场并网功率的关键因素,其中风电机组在系统交直流故障扰动后低电压穿越过程中的有功/无功功率动态特性是引起系统暂态电压进一步升高的重要因素。鉴于此,结合我国风电机组并网技术规范,首先阐明了风电场在电网故障穿越过程中的控制切换逻辑,并详细分析了风电机组在低电压穿越期间及恢复过程中的暂态有功及无功输出特性。其次,探讨了风电场低穿过程恶化系统暂态过电压的作用机制,在此基础上,对比分析了不同低穿控制方式对风电机组功率特性及对系统暂态电压的影响,并指出了敏感影响因素。最后,提出了风电机组低穿控制性能优化建议,可用于指导实际并网风电机组低穿控制策略优化,以有效抑制系统暂态过电压水平。

高渗透联网风电集群有功分层递阶控制策略

风电随机性、难预测性以及低可控性,导致大型风电基地各风场之间及风场内部无法有效执行调度指令。为保证电网安全稳定运行,通常会限制风电出力,进而导致弃风限电的问题。结合分层递阶思想,提出一种适用于多个接入点的风电场群有功控制策略。该策略在已有调度指令的基础上,通过协调各风电场间及风电场内部各机组的有功出力值,进而形成场群层、子场层的相应协调调度方法,并以改进后的遗传算法对模型进行求解。通过IEEE 30节点系统、基于东北某风电基地实际运行数据进行仿真分析的结果表明,提出的分层递阶控制策略在降低系统网损、提升调度精度的同时,大幅提升了风电消纳能力。

特高压交直流接入下山东断面输电能力提高措施

近年来在华北电网已建和将要建成多个与山东相关的特高压交直流工程,首先介绍了华北—山东电网输电断面的网络演化与发展进程,研究了山东断面演化发展的各个阶段的输电能力,然后详细研究了各个阶段华北—山东交流断面输电能力的影响因素,主要包括元件热稳约束、输电断面静稳极限、受端电压支撑能力和多馈入短路比等,在此基础上提出了提高山东断面输电能力方法并进行了验证。

扎鲁特—青州特高压直流输电工程投运后东北电网的稳定特性及控制措施研究

扎鲁特—青州特高压直流工程投运后,东北电网将成为我国又一高比例跨区直流送端电网。该文基于东北电网风电高渗透以及季节性供热需求约束的运行现状,分析了扎鲁特—青州直流工程投运对电网稳定特性的影响。针对直流闭锁故障,提出了适应东北电网实际情况的优化切机控制方案,并对比分析不同切机方案对电网稳态压升的影响。在此基础上探讨基于直流紧急支援的协调控制策略,减少安控机组切除量,降低电网稳态压升水平。该文所提安控策略可用于指导电网的实际运行,提升直流外送能力以及风电消纳能力。

故障后半波长输电线路的稳态过电压控制措施

半波长输电技术是一项具有前瞻性和竞争力的新型输电技术。特高压半波长输电线路稳态工频过电压问题严重,须制定相关的故障后安全稳定控制措施。该文提出了通过切除送端配套机组、线路末端投并联无功补偿设备、快速直流调制等控制措施抑制半波长输电线路稳态工频过电压,同时给出了相关理论分析,并通过大电网仿真算例验证了控制措施的有效性。该文研究成果进一步丰富和完善了对特高压半波长输电线路接入系统后控制特性的认识,将为大电网新型输电技术提供理论储备和技术保障。