大规模风电接入场景下的失步振荡中心定位方法

振荡中心的准确定位是失步保护正确动作的基础,大规模风电并网导致系统阻抗参数发生变化,使得传统基于阻抗轨迹的失步定位方法的适应性严重下降。针对该问题,提出基于节点频差的失步振荡中心定位方法。首先分析大规模风电并网对系统总阻抗的影响。进一步根据发电机功角,计算其曼哈顿距离相似度并构建启动判据。最后,通过移动平均法对广域测量频率进行平滑处理,提出基于节点频差的失步振荡中心定位方法。仿真验证表明,所提基于节点频差的失步振荡中心定位方法受噪声影响较小,不受风电渗透率的影响,能够准确定位失步振荡中心位置。

计及风力发电机转速安全约束的DFIG一次调频模型预测控制策略

针对传统方法控制双馈感应发电机(DFIG)的调频效果过于依赖参数整定的问题,该文提出了一种基于模型预测控制(MPC),计及转速安全约束的风力发电机参与一次调频控制策略。该方法结合风力发电机动力学模型与频率响应模型建立预测模型,通过线性回归方法变参考值将风力发电机转速的稳定性纳入考虑。相较于虚拟惯性控制等方法将系统频率偏差与转子动能直接关联,该文方法通过建立全新的预测模型,实时统筹考虑整个系统的状态信息,无需反复调整参数,在考虑转速安全性的同时兼顾全局性能。最后,通过实际算例分析验证了该文调频策略的有效性以及相对现有方法的优越性。

含SVG的双馈风场风速变化条件下高频谐振问题分析

大规模风电并网导致宽频谐振问题日渐凸显,业内多认为电缆电容效应、控制器参数变化等是导致谐振的主要因素,而关于静止无功发生器(static var generator, SVG)、风功率变化与高频谐振内在因果关系研究尚未展开。针对低风速风场系统高频谐振问题,首先基于谐波线性化理论,考虑功率外环作用,建立SVG和双馈风机(doubly-fed induction generator, DFIG)的序阻抗模型。其次将风速变化纳入风机变流器建模,并建立空载电缆投入时风速变化与SVG阻抗的联系。然后利用阻抗交互揭示风机变流器阻抗变化对SVG阻抗特性的影响机理,指出区域内空载电缆投入后,低风速不仅降低系统在高频的鲁棒性,而且扩大了SVG高频负阻尼范围,导致系统高频谐振风险增加。最后,基于STARSIM-HIL搭建含SVG的双馈风场电磁仿真模型,并进行软硬件在环实验。实验结果证明了理论分析的正确性。

S气田天然气压缩机组能效提升技术研究

S气田投产后进入中后期,天然气处理量偏低,天然气压缩机组进排气压力偏离设计工况,导致机组出现能耗高、效率低的现象。以S气田中的5号站、9号站和15号站三个区块为研究对象,分析运行与能效现状,提出四种提效节能方案:压缩机组开关机策略;单双调节改造;高压变频改造;更换小排量压缩机组。通过HYSYS和Pipeline Studio软件模拟得到方案改造后结果。结果表明:改造后单台机组效率平均提升55.44%,均达到节能评价值,单台节能率最高为53.53%,整体节能率达29.77%,有效提升系统能效,减少能耗。

基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路保护方法

针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联保护方法。首先,结合双馈风电场拓扑结构,考虑集电线上各风机机端电压幅值相角差异,求得双馈风场短路电流,提取高频分量并构造双馈风电场故障高频模型。在此基础上,构建双馈风场送出线路高频突变量网络,并推导送出线路两侧保护所测得的高频阻抗,利用高频突变量网络区内外测得阻抗差异性,构造保护判据。最后,利用RT-LAB平台进行仿真,验证了所提方法可实现区内外故障的准确判别,且无需线路两端信息实时同步。

基于反向漏风的地铁区间隧道并联通风机运行调节优化

为明确隧道运营期间并联通风机的调节依据,依托青岛地铁八号线大洋站至青岛北站区间隧道,搭建隧道通风系统模型。通过并联试验,测定了通风机变频频率、电功消耗值及相应风量,并以功率差值占比、通风效率为依据,探究并联通风机的反向漏风规律和最佳频率匹配范围。结果表明:由于管网结构的影响,并联通风机反向漏风存在抑制临界点;为避免反向漏风,并联通风机变频调速处于额定转速的30%~50%、>50%~70%、>70%~90%时,其功率差值占比不宜大于1.6%、6.1%、17.6%;并联通风机同型号同频率运行时,通风效率不一定最优,要使并联通风机增效减耗运行,风机变频调速宜处于额定转速的70%~90%且功率差值占比≤6%。频率匹配范围的确定可为隧道运营期间并联通风机的变频调节提供参考。

双馈感应式风电场电网友好型功率控制系统技术改造

当前我国电网新能源装机渗透率高,迫切需要光伏电站、风电场深度参与电网调峰、调压,为此分析目前双馈感应式风电场功率控制系统结构复杂、功能重叠、信息传递环节多、故障率高、控制策略落后的现状,论证双馈感应式风电场进行电网友好型功率控制系统技术改造的必要性、可能性,提出包括优化系统结构、改进控制策略、简化通信网络、充分发挥双馈风电机组优良的有功/无功控制能力等各项改进措施,并以双馈感应式风电场功率控制系统技术改造实例加以说明,同时对新能源电站是否必须加装无功补偿装置进行讨论。性能验收试验表明,改造后的风电场功率控制系统无需配置无功补偿装置,其各项技术指标优于国家技术标准。该项技术的应用有利于电网的安全、稳定、经济运行,在新建风电场推广可降低造价昂贵的一次性投资,减少运行损耗,具有一定的社会效益和经济效益。

双变频切换在炼化企业风机类负载中的应用

炼化企业变频调节风机类负载是装置的重要设备之一。为了解决变频器本体故障、电力系统波动等因素导致的设备停机事故,提出了双变频器切换的抗晃电方案。在实施过程中,从设备选型、参数优化、简化接线方式等方面进行改造。通过改造后的试验结果分析表明,该方案满足了工艺需求,提高了炼化企业重要变频风机类负载的运行可靠性。

Influence of laser linewidth on external-cavity frequency doubling efficiency of a 1.56 μm master oscillator fiber power amplifier

By using an external-cavity frequency-doubling master oscillator fiber power amplifier （MOPA）, a 700 mW continuous-wave single-frequency laser source at 780 nm is produced. It is shown that the frequency doubling efficiency is improved when the seed diode laser is optically locked to a resonant frequency of a confocal Fabry-Perot （F-P） cavity. This phenomenon can be attributed to the narrowing of the 1.56 μm laser linewidth and explained by our presented theoretical model. The experimental results are found to be in good agreement with the theoretical predictions.

基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法

高比例风电送端电网易因通道异常和中断导致高频问题。现有研究忽略了风电机组的减载控制与切机的相互影响,不仅影响频率控制效果,还可能限制系统的后续频率响应能力。为此,分析了风电电力系统的暂态频率响应特性,提出了双馈风电机组“控切配合”的思想,构建了考虑双馈风电机组转速恢复约束的风电电力系统紧急频率控制的优化模型;进而提出了一种基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法,最后通过算例验证表明该方法能够有效提高电力系统的紧急频率控制能力,保障高比例风电电力系统的频率稳定。

Ka波段宽带收发前端设计

本文介绍了一款工作在32-40GHz的宽带收发系统。系统包含了本振模块,Ka变频模块,X变频模块,功放模块与天线模块。该收发系统采用超外差结构,使用两次变频方案,第一次为Ka-X波段变频,第二次为X波段变频。其中Ka变频方案中的上变频采用了分段滤波设计来达到杂散抑制要求,X变频方案采用双向放大芯片使接收与放大通过同一个链路进行放大,极大地节省了模块体积和面积。本文主要设计并测试了其中的Ka变频模块以及X变频模块使其达到所需设计指标。

含频率控制的高比例风电经LCC-HVDC外送系统的机电稳定性分析

在含频率控制的风电机组经换流器高压直流输电系统(LCC-HVDC)外送的场景中,电力电子设备与同步机交互作用可能产生新的机电稳定性问题。围绕含频率控制的高比例风电经LCC-HVDC外送系统的机电时间尺度稳定性分析,建立了含高比例风电的两区四机系统经LCC-HVDC外送的全系统机电时间尺度模型,充分刻画了低频段内设备之间的耦合特性;研究了不同物理场景下风机的频率控制对直流外送系统送端电网机电振荡模式的影响,并进一步分析了直流输电频率限制控制的投入对系统机电时间尺度振荡的影响。最后,通过两区四机经LCC-HVDC外送系统时域仿真验证了理论分析的准确性。

全风况下双馈风电机组参与电网频率支撑研究

随着风电机组装机容量的不断增加,系统总惯量越来越低,已严重威胁电网运行的稳定性。针对此问题,首先分析双馈风电机组的发电原理,然后结合虚拟同步机的惯量响应以及调频控制机制,提出一种全风况下双馈风电机组参与系统频率支撑的方法。在恒转速区,采用基于虚拟惯量与一次调频协同控制的方法,即基于频率偏差与频率变化率作为控制输入,该方法可具备两者优点,既具备快速性,且频率未恢复到死区前,在机组正常运行的前提下,功率可满足持续支撑;在最大功率系数区,采用虚拟惯量调频与亚最优功率系数运行协调控制,机组通过变转速运行在非最优功率系数点上,预留一部分能量,减少因转速下降可能造成的机组失速停机;在恒功率区,采用虚拟惯量调频与桨距角协调控制,通过桨距角预留一部分能量,减少转速恢复时可能对电网造成的二次伤害。最后在MATLAB/SIMULINK中搭建模型进行仿真,验证了提出方法的有效性与可行性。

双环AGC电路的起控点参数分析与设计

文中提出一种新的双环AGC控制电路设计思路,并对设计过程进行详细阐述。从单环到双环AGC设计,通过搭建两级自动增益控制电路,叠加控制量之和,从而增大控制范围,实现大动态范围信号处理能力。基于双环AGC电路的实例应用,分析双环AGC电路起控参数的设计思路和影响。另外,提出参数设计既要考虑因为射频AGC起控太早而恶化接收通道的噪声系数,又要避免射频AGC起控太晚造成接收通道饱和或是互调指标恶化的遵循原则。

风电并网系统低频振荡抑制策略研究

随着日渐提高的风电渗透率,电力系统中低频振荡问题日益严重。为此,基于模糊逻辑设计了一种应用于双馈风机有功控制环节的阻尼控制器。首先,建立双馈风力发电机的转子侧换流器数学模型;其次,定性分析双馈风电机组输出有功对系统阻尼特性的影响;最后,基于模糊逻辑设计了一种应用于转子侧换流器的附加控制环节的阻尼控制器,并采用时域仿真法对其控制效果进行了仿真验证。结果表明,所设计的控制器有效地抑制了系统的低频振荡。

基于双馈调速装置的电气设备自动化变频速度调节方法

为提高电气设备自动化变频速度调节性能,提出基于双馈调速装置的电气设备自动化变频速度调节方法。根据滑动窗口的分配,划分电气设备状态数据,利用高斯核函数监测设备运行状态,根据双馈调速装置实际转速和转差率,计算定子绕组反电动势,通过对反电动势和频率的同步控制,实现变频速度调节。实验结果表明,采用该文方法调节电气设备自动化变频速度后,在负载恒定和扰动条件下均可使电气设备在期望转速下运行,并且响应时间较短,提高了工作效率。

双馈风力发电系统的灵活虚拟同步发电机控制策略研究

基于恒参数虚拟同步发电机(VSG)控制策略的双馈风电机组(DFIG),在功率指令值突变的情况下,存在系统变化过快、功率振荡过大的问题。针对上述问题,该文提出基于指数型函数的灵活虚拟同步机(EFVSG)控制策略的DFIG(DFIG-EFVSG)以提升风电并网系统频率的稳定性。首先,建立DFIG与VSG控制策略的数学模型。然后,详尽分析转动惯量、阻尼系数与DFIG-EFVSG的风电并网系统频率之间相对应的关系。最后,仿真结果验证指数型EFVSG控制策略的有效性及优越性。

基于多机协同调频的双馈风力发电机组频率控制方法

在对双馈风力发电机组频率进行控制阶段,由于对运行参数的跟踪缺乏实时性,导致控制结果的超调量较大,针对此,提出基于多机协同调频的双馈风力发电机组频率控制方法.文中分析了双馈风电机组的调频机制,确定了有功功率输出的设置要求,结合分析结果,利用多机协同调频的方式对有功功率输出进行控制,利用不同的跟踪曲线实现对运行参数的跟踪,并通过对不同机组的最大功率追踪曲线系数进行个性化设置,确保最终有功功率输出控制的精度,保障双馈风力发电机组频率与额定值实现高度拟合.在测试结果中,设计控制方法对应的超调量始终处于较低水平,且并未受到阶跃负荷扰动程度的明显影响.

基于虚拟惯量模型和模糊PID算法的双馈风电机组频率解耦控制方法

当前的双馈风电机组频率解耦控制节点多设定为单目标处理,控制范围有限,导致最大频率偏移值增加,为此提出对基于虚拟惯量模型和模糊PID算法的双馈风电机组频率解耦控制方法的设计分析。根据实际的测定需求及标准,提取风电机组频率解耦响应特征,采用多目标的方式,部署风电机组的频率解耦控制节点,扩大实际的控制范围,构建虚拟惯量模型+模糊PID算法解耦控制模型,采用定向协调修正实现控制处理。最终的测试结果表明:与设定传统惯性/下垂风电机组控制测试组、传统Ziegler-Nichols优化算法风电机组控制测试组相比,此次所设计的虚拟惯量模型+模糊PID算法的双馈风电机组频率解耦控制测试组最终得出的机组控制最大频率偏移值较低,说明该方法的控制效果较高,针对性较强,具有实际的应用价值。

基于负序电流抑制策略的DFIG系统

主要针对双馈异步风力发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)系统在不平衡电网电压条件下的网侧变换器进行研究。基于不平衡电网电压条件,发现在传统的控制策略下,网侧逆变器会向电网输送含有二倍频的有功和无功功率,且输送过来的二倍频会产生一定波动,这些波动可以直接影响三相电网的电压和电流值,从而使电网的电流值发生畸变。因此在不平衡电网电压的工况下,提出了DFIG系统的负序电流抑制策略,以抑制电网电压不平衡时产生的负序电流。