风电直流微网的电压分层协调控制

对于以新能源发电为主的微网系统,直流微网以其显著优势成为微网技术新的研究方向。该文以风电直流微网为例,在分析直流微网的构成以及各种运行模式的基础上,提出电压分层协调控制策略。该控制策略通过检测直流电压的变化量来协调各电力电子变流器的工作方式,从而确保在不同工况下都能保持微网内的有功功率平衡。各变流器独立工作,无需相互通信,可简化控制系统结构,并使直流微网具备"即插即用"功能。通过对含永磁风电机组、储能蓄电池的直流微网的仿真分析,验证所提控制策略对直流微网的有效控制。在风速或负荷变化、电网故障、蓄电池达到容量限定值等各种工作状态下,各端变流器都能根据直流电压变化量做出快速响应,从而提高了系统的稳定性和供电质量。

基于VSC-HVDC联网的风电场故障穿越控制策略研究

交流电网发生故障扰动时,基于VSC-HVDC联网的风电场并网系统应具有一定的故障穿越能力。本文分析了基于VSC-HVDC的风电场并网系统的稳态控制策略及运行特性,对于交流电网发生故障扰动的情况,提出了一种基于风电机组惯性支持的故障穿越方法。该方法根据VSC-HVDC直流电压的波动量,调节风电场出口的频率,使风机输入的机械功率暂时以发电机转子动能的形式储存,从而减少了风电场输出的电磁功率,提高了系统的故障穿越能力。通过对由不同类型的风电机组组成的风电场经VSC-HVDC并网的系统进行仿真分析,证明了该方法能够在电网电压跌落后快速响应,防止VSC-HVDC直流过电压,提高了系统的故障穿越能力。

孤岛模式下的微电网频率的协调控制研究

针对由可再生能源发电系统、常规柴油发电机组和蓄电池储能系统组成的微电网,提出了一种适合微电网在孤岛模式运行时的频率协调控制策略。该策略将系统频率的动态调节过程分为动态支持、下垂控制和无差调频3个层次,对各微电源进行分层协调控制。在该控制策略下,当可再生能源发电功率或负荷大幅波动后,首先蓄电池快速地向系统提供动态支持,分担了柴油发电机的电磁功率,从而抑制了频率初期下降或上升的幅值;扰动初期过后,系统稳态频率先后在微电源的下垂控制和无差调频的作用下完成将一次调频和二次调频的任务。利用DIgSILENT/Power Factory仿真软件研究了微电网在有功扰动下的动态运行特性,仿真结果表明了所提出的控制策略可以在微电源有功出力或者负荷需求变化时,有效地协调控制柴油发电机和蓄电池的有功功率输出,提高了微电网在孤岛模式下的频率性能。

氧化锌避雷器泄漏电流特性分析

氧化锌避雷器被广泛应用于高压电气设备过电压防护。根据观测氧化锌避雷器的泄漏电流,可以有效判断避雷器的健康状态。提出了一种氧化锌避雷器的有限元仿真建模方法,利用该模型分别计算220 kV避雷器在交、直流电压作用下的泄漏电流,并通过对比试验,验证了仿真模型的准确性。利用该模型仿真分析了220 kV避雷器在不同受潮状态下的泄漏电流特性,为避雷器在线监测预警提供了依据。