基于分布式电源主动控制的配电网合环电压波动抑制方法

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源(DG)的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制合环过程电压波动的控制需求,进而构建了抑制合环电压波动的DG可行功率集;通过刻画DG的功率可控范围,提出了基于可行功率集与功率可控范围交集判别的DG最优控制点计算方法,并提出了基于DG主动控制的配电网合环电压波动抑制方法。算例表明,该方法能够最大限度上抑制配电网故障恢复过程的合环电压波动,有效提升故障恢复过程的安全性和可靠性。

基于等值双馈风电场协同静止无功发生器的电网电压波动抑制策略

针对双馈风电机组并网后电网电压波动、传统模拟分析方法建模计算量大且频率耦合关系复杂的问题,提出一种基于等值双馈风电场协同静止无功发生器(static var generator,SVG)的电网电压稳定协同控制方法。首先,根据风电场功率特性的聚类现象提出基于K-means聚类的2步等值建模方法,分析明确了双馈感应电机(double-fed induction generator,DFIG)内定子侧和网侧变流器的最大无功补偿能力。其次,针对电网扰动情况下SVG对风电场并网点电压的支撑能力不足的问题,提出一种面向不同电压波动等级的DFIG协同SVG电网电压波动抑制策略,充分利用风电场站内部DFIG的自身无功储备,并在电压恢复过程中加入延时环节确保电压稳定。最后,通过仿真验证了所提协同控制策略对于改善风电场并网点电压波动的有效性。

基于磁流体力学模型与模型预测控制的地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动平抑优化调度

地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至引发电压崩溃而导致大规模停电。该文以地球三维磁流体力学(MHD)模型预测的地磁扰动(GMD)为基础,采用模型预测控制(MPC)方法修正MHD模型计算的无功扰动并调整可控主导节点的注入功率进行优化调度,平抑地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动。该文还以华东超高压、特高压电网为算例,仿真对比了特大地磁暴发生期间电网实施优化调度前后的电压波动,并提出了波动率指标验证了所提方法的有效性,为保证地磁暴期间的电压稳定性和合格率提供了指导。

新能源电网电压波动下同步调相机失磁运行能力研究

同步调相机(SC)较强的无功支撑能力可有效提升新能源电网的电压稳定性,但实际运行中励磁系统故障引起的调相机失磁可能导致其转子失步,影响电网安全运行。为了研究新能源电网不同电压下同步调相机失磁后保持同步运行的能力,建立了300Mvar调相机的时步有限元模型,研究了励磁绕组开路和短路故障下同步调相机的失磁运行特性,对比分析了励磁绕组不同失磁故障下同步调相机各电气量的差异;在此基础上,研究了新能源电网不同电压下同步调相机失磁运行特性,揭示了同步调相机失磁运行能力随初始无功功率的变化规律。结果表明,随着同步调相机初始无功功率的增加,其失磁后保持同步运行所需的系统电压会逐渐增加。

考虑母线电压波动的光伏混合储能控制策略

混合储能是保障光伏系统稳定运行的重要技术之一。为保证光储系统稳定运行,提出了一种考虑母线电压波动的控制策略。通过将母线电压波动大小分解为正向和反向两种反馈,对混合储能系统中的超级电容电流内环参考电流进行调节,进而将母线电压波动相关的量作为控制信号对超级电容功率进行调整,最后在Simulink中搭建了仿真平台。结果表明,相比传统控制策略,所提控制策略母线电压波动得到明显改善,同时蓄电池的输出功率也更加平滑,延长了蓄电池的使用寿命。

电压波动条件下环氧树脂内部局部放电特性研究

针对电力系统中可能出现的电压暂降/暂升现象,利用可编程电源对外施电压进行调制,分析了电压波动对环氧树脂内部局部放电特性的影响规律。结果表明:电压波动将导致空气间隙的局部放电模式发生改变,在正负半周表现出不对称特性;外施电压的波动程度越大,局部放电的不对称性则越显著。局部放电谱图发生改变的原因在于外部电场与累积在气隙内部表面电荷的共同作用,一方面,表面电荷产生的电场将与外部施加的电场叠加,对气隙内部的总电场进行调制;另一方面,随着放电的持续进行,表面电荷的消散和中和也将影响气隙内部的总电场,进而导致局部放电在外施电压的正负半周表现出不对称特性。

基于模糊解耦线性自抗扰控制的混合微电网直流母线电压波动抑制策略

针对由负载突变、扰动加入、系统并网等因素导致的混合微电网直流母线电压波动现象,提出了解耦型线性自抗扰控制策略。首先,根据混合微电网的电路结构建立了混合微电网变换器的数学模型;然后,为提升系统抗扰性对线性自抗扰做解耦处理,形成解耦型线性自抗扰;进一步地,为达到参数实时优化的目的引入模糊自适应优化算法,形成模糊解耦自抗扰控制策略;最后,搭建混合微电网的物理模型与数字模型,进行仿真与半实物仿真实验;结果显示模糊解耦自抗扰控制策略具有优异的直流母线电压波动抑制能力。

基于托里拆利点的柔性互联装置直流电压波动抑制策略

针对柔性互联装置交流电网三相不平衡引发直流侧电压波动的问题,提出一种基于托里拆利点的柔性互联装置直流电压波动抑制策略。首先,通过定义三相不平衡不对称故障系统电压三角形托里拆利点为“新中性点”,将传统三相坐标系下的电压幅值不对称、相角漂移的故障转化为托里拆利点坐标系下的电压幅值故障;其次,通过分析系统三相功率有功功率振荡、直流波动之间的关系,建立新型控制策略,通过抑制有功功率二倍频分量波动,有效抑制系统直流母线电压波动。最后,基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证了所提方法的正确性。

机场电压波动定量分析及应对措施——以银川机场为例

机场在地方经济建设、对外开放及民生保障等方面起发挥举足轻重的作用,由于其重要性,电力行业将机场定为一级特别重要负荷,良好的电能质量是机场安全运行的本质要求。该文通过统计银川机场2020—2022年电压波动数据包括电压降(升)幅值、波动持续时间、频次等,研究电压波动的原理及产生原因,分析影响范围及危害,针对性地提出技术、管理、应急等方面预防性措施。

交直流混合微电网母线电压波动抑制策略

交直流混合微电网(HM)在运行过程中,其直流母线电压易受到连接在其母线上面的负荷扰动的影响而出现波动,降低了HM的直流母线电压质量,影响整个系统的可靠运行。针对上述问题,提出了一种全新的线性自抗扰控制策略,用于抑制HM直流母线电压的波动。首先分析了造成直流母线电压波动的原因,并分析了传统控制策略的不足。然后,提出了一种基于线性自抗扰控制的直流母线电压波动抑制策略,该控制策略克服了传统控制策略存在超调量过大的问题,能对直流母线电压波动起到较好的抑制效果。最后通过搭建实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。

基于功率平衡模型的高比例新能源接入配电网电压波动耦合抑制方法

为改善高比例新能源接入配电网后产生的弃风弃光现象,设计了一种基于功率平衡模型的高比例新能源接入配电网电压波动耦合抑制方法。通过LSTM网络与高比例新能源接入配电网的历史数据实现风电与光伏的参数预测。构建高比例新能源接入配电网的功率平衡优化模型,平衡风电与光伏参数预测下的配电网功率。控制静止同步补偿器的驱动脉冲,实现电压波动耦合抑制。测试结果表明,在两相负荷不平衡的情况下,该方法在0.02 s内迅速实现了电压的稳定;在光伏输出波动且两相负载不平衡的情况下,该方法在0.05 s内实现了电压的稳定。

ZPW-2000区间轨道电路小轨电压波动原因研究

介绍ZPW-2000轨道电路在我国高铁中的应用情况,针对其小轨区段电压波动给日常维护与现场使用造成的困难,从防雷接地和传输通道两个方面探究电压波动原因,并制定相应的解决措施。

光伏系统中电压波动与谐波抑制关键技术研究

本文以湖北省某大型光伏发电项目为例,深入探究了各种电压波动与谐波抑制关键技术在光伏系统中的应用及效果。研究表明,第一,动态电压调节技术帮助电压波动整体幅度下降了82.8%;第二,有源电力滤波器技术帮助并网点总谐波畸变率由7.8%降至2.7%;第三,逆变器优化控制技术与智能监控系统引入后,系统对负载变化的响应时间缩短至5ms以内,提前预警的准确率达到92.5%,有效降低了紧急停机维护的次数。

低压电器实验下电力系统电压波动与闪变检测

在常规的电力系统电压波动与闪变检测中,运用频率搜索的方法,融合不同频率下的闪变差异性,来检测电压波动与闪变,导致检测误差较大,因此提出低压电器实验下电力系统电压波动与闪变检测研究。首先通过平方解调法采集电压信号,并对波动与闪变信号进行处理;然后提取电压波动与闪变特征量,分析电压波动与闪变的参数来构建检测模型,以单一频信号和多频信号为基础,分别构建针对检测模型;最后对整体流程进行规划,完成检测研究。实验中,实验组的闪变检测误差为23.15%,对照组的闪变检测误差为46.78%。该实验结果证明所设计的检测方法具有较低的误差值,能够运用到实际的检测过程中。

考虑合环电压波动抑制的配电网故障恢复协同控制方法

具有灵活功率控制能力的分布式电源(DG)能够调整网络潮流分布,有助于含DG配电网的故障恢复。近年来,利用网络重构和DG功率控制协同的故障恢复方法快速发展。两种恢复手段协同下的暂态电气量变化可能威胁故障恢复过程的安全,尤其是合环电压波动相关研究尚处于起步阶段。为此,文中提出考虑合环电压波动抑制的配电网故障恢复协同控制方法。立足于故障恢复后系统状态和恢复过程中电压波动,分析了DG出力调节与开关动作协同的必要性;建立了考虑故障恢复后系统状态的上层模型和考虑恢复过程中电压波动的下层模型,形成了以“DG出力调节—闭合支路开关—断开支路开关—DG出力复位”为基本步骤的控制次序组合;进而提出了故障恢复分步实施方案的生成方法。算例表明,该方法能够最大限度保证故障恢复过程安全与恢复后系统状态,有效提升含DG配电网的供电可靠性。

电压波动情况下的模块化多电平换流器宽频环流抑制

随着电力行业的飞速发展,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)越来越多地被用于直流输电、配电、新能源并网等情况。但是当MMC直流侧或交流侧发生电压波动时,都会在桥臂上产生环流。为了降低环流对MMC的影响,首先通过上、下桥臂电流和开关函数耦合推导子模块电容电压波动,得到环流在相序和频率上的传递规律。其次,基于准快速重复控制,结合准比例谐振控制器,设计环流抑制控制器,达到环流的宽频抑制和特定频率重点抑制的效果。最后在PSCAD仿真平台上针对直流侧母线电压波动、交流侧电压波动等2种异常工况进行仿真分析,验证了理论推导的正确性和所提抑制措施的有效性。

MMC子模块电容电压波动及谐波研究

[目的]柔性直流的快速发展为MMC(Modular Multi-Level Converter,模块化多电平变流器)拓扑确定了实践支撑。文章以半桥MMC换流器为例,研究MMC稳态电容电压波动、谐波交互规律及桥臂开关函数的关系,以对MMC系统设计、控制策略给予理论支持。[方法]通过建立子模块电容电压、桥臂开关函数的解析表达式,得到MMC换流器上下桥臂能量波动及电容电压波动的数学近似表达式,进而研究了上下桥臂电流、交流阀侧、直流侧中各次谐波的分布规律及相间环流的正负序关系,基于谐波公式得到二次环流的估算方法;进一步,采用变量对照法研究了桥臂开关函数、子模块电容电压随阀侧功率因数、子模块电容大小的变化关系;最后基于实际工程参数搭建了详细的PSCAD/EMTDC模型,开展了理论解析与离线仿真的一致性对比。[结果]研究表明:MMC相间环流只含偶数次谐波,且其中6k+2次环流呈负序、6k+4次环流呈正序、6k次环流呈零序特性,同时稳态下MMC阀侧出口交流电压电流只含奇数次谐波,MMC直流侧电压电流只含偶数次谐波,且在功率因数角φ<0的某些范围内桥臂开关函数峰值会大于1,在低功率因数下子模块电容电压波动峰值大于高功率因数下的波动。[结论]可由此开展换流器电容容值的选型设计及暂稳态策略研究,并通过理论解析掌握MMC拓扑的运行本征特性。

基于电容电压波动补偿的混合型模块化多电平变换器

为了降低模块化多电平变换器的电容体积,文中提出一种基于电容电压波动补偿混合子模块的模块化多电平变换器。首先,介绍所提混合型模块化多电平变换器的系统结构与减小电容体积的机理,同时对混合子模块的投切原则进行详细分析;然后,通过分析混合子模块内部不同电容的能量波动,给出所有电容的容值设计方法,并与传统的半桥型模块化多电平变换器进行对比;最后,通过仿真与实验验证了所提方案的有效性。结果表明,文中提出的混合型模块化多电平变换器能够以较低的开关器件成本,大幅度提高电容能量利用率,降低模块化多电平变换器子模块电容的体积,实现系统功率密度的提高。

一种实现电流型PWM整流器直流侧电压波动抑制的控制方法

三相电流源型脉宽调制整流器发生负载突变时,将导致直流侧输出电压波动。针对该问题,提出一种自抗扰控制与无差拍预测控制级联的综合控制策略。首先,建立整流器在两相静止坐标系下离散化数学模型,电流内环引入无差拍控制策略实现对网侧电流的快速跟踪。为降低控制延时带来的影响,将控制算法预测至k+2时刻并利用算术迭代过程消掉k+1时刻电流,从而提高了网侧电流控制精度以及降低了电流谐波含量。此外,外环引入自抗扰控制直流侧输出电压,通过扩张状态观测器实时估计系统扰动量并加以补偿,克服了传统比例积分控制器参数控制裕度不足和抗干扰能力差等问题。最后,通过MATLAB/Simulink软件以及6 kW实验样机对所提控制策略进行验证。结果表明,系统负载在突增、突减变化时,其输出电压波动能有效抑制在22 V以内,同时保证满载运行时网侧电流总谐波畸变率低至1.98%。

基于交流特高压电网电压波动的自动电压控制系统技术应用

介绍特高压电网电压波动原理与特高压电网无功控制体系,以华东特高压电网电压波动为研究对象,采用主流的AVC控制优化模型、搭建仿真模拟平台的方法进行分析,并通过应用验证了该策略可有效改善发电厂因特高压电网电压波动受调度机构考核AVC的结果,在工程应用方面为提升电厂AVC合格率、减少调度机构对发电厂AVC考核提供了有效参考。