基于DVR的双馈风电机组不对称电压故障穿越

基于动态电压恢复器DVR(Dynamic Voltage Restorer)能够在短时间内恢复电压的特点,研究了DVR协助双馈风电机组穿越不对称电压故障的能力。针对双馈风电机组,选择了合适的DVR拓扑结构及其补偿策略,分析了基于比例-谐振PR(Proportional-Resonant)控制器的DVR控制方法,并提出采用单环电压反馈控制的策略。利用PSCAD/EMTDC搭建的详细仿真平台,展示了在DVR的保护下双馈风电机组成功穿越不对称电压故障的能力及其改善的瞬态性能。

电网电压不对称故障时双馈风电机组多目标优化控制

文章首先对电网不对称故障对双馈风电机组造成的影响进行分析,采用转子侧和网侧变换器的比例积分谐振控制器(PIR)来简化传统低压穿越控制结构;通过引入两个可调参数,从而对前馈量进行调节来得到不对称故障期间双馈电机的多目标优化控制策略;在仔细研究模型的基础上,通过对电网电压不对称故障时双馈风电机组的多目标优化控制的PSCAD模型进行仿真试验,仿真结果表明,该方案对于电网电压不对称故障时的LVRT有一定的可行性。

基于电压不对称故障修正的电网稳定控制仿真

因电网动态电流和电压的变化难以控制,且电压不对称问题修正过程干扰因素过多,提出一种电网稳定控制方法。根据动力守恒定律建立电网功率输出模型,分别计算在有、无功率输出时电网运行相关量的正、负序量值,将其作为电网稳定控制阈值。考虑到电网故障分为电压变化、电流变化以及运行功率变化三个阶段,采用无功注入方式补偿出现故障时既定电压的差值会出现空缺问题,设置逆变输出器,控制故障电流的跌落值,完成电网稳定的控制。经仿真证明,当电网出现电压不对称故障时,电网的360个测试点经过研究方法控制后电压、电流均回到了稳定阶段,整体波形变化相对平稳没有出现过高或过低的幅值,电网实现高效稳定运行。说明所提方法对电压、电流的稳定控制效果好,鲁棒性较强,实用价值更高。

电网电压不对称故障下DVR在风电场中的应用

针对180 MW的风电场在电网电压不对称故障下,对整个风电场群组各电气量造成的影响,提出了将三、单相动态电压恢复器(DVR)串联在风电场35 k V等级上的解决方案。对电网电压不对称时DFIG数学模型的暂态特性进行了理论分析,并且利用DVR对风电场35 k V出口电压进行补偿,可使风电场群组的定子电压、转子电流和直流侧电压恢复至正常状态。采用正弦幅值积分器(SAI)作为电网电压的检测电路为DVR提供触发信号。在MATLAB/Simulink中建立了风电场和DVR仿真模型,仿真结果表明,在电网电压不对称故障时,投入DVR可以有效提升风电场不脱网运行能力。

电网不对称故障下PWM整流器输入输出功率谐振控制

为提高三相脉冲宽度调制(PWM)整流器在电压不对称时的运行性能,分析了电网电压不对称故障下三相PWM整流器在同步旋转坐标系中的瞬时输入无功、输出有功功率模型,采用基于比例谐振(PR)控制器的功率补偿环节对整流器输入无功功率和输出有功功率波动进行补偿。比例谐振控制器能够对波动变量进行直接控制,因此,控制系统不包含对电流、电压的正、负相序分解过程,提高了系统的响应速度。提出的控制系统能够在电压单相30%跌落条件下,有效消除整流器输入无功功率及输出有功功率的2倍频波动,维持直流母线电压稳定和单位功率因数运行。与输入功率谐振补偿策略进行的仿真与实验研究对比证明了所提控制策略的可行性和有效性。

正负序时变幅频旋转矢量及其在三相静止坐标系上投影瞬时值间关系的特征及仿真分析

随着电力电子化并网设备在电力系统中所占比例的大幅增加,电源侧的输出特性明显区别于传统以同步发电机为代表的电源输出特性,电力电子化电力系统故障分析尤其是网络不对称故障分析面临新的挑战。然而现有的故障分析方法基本未认识到设备内电势的时变幅频特征,仅有的基于时变幅频信号提出的时变幅频对称分量法也仅是1组数学化的分解公式,无明确的物理内涵作为方法支撑。针对此,通过分析正/负序时变幅频旋转矢量投影三相瞬时值间关系的特征,诠释了时变幅频对称分量法的物理本质。首先,研究时变幅频内电势旋转矢量的产生机制;然后,基于正/负时变幅频旋转矢量在三相静止坐标系上投影瞬时值特性建立描述各相的旋转相量概念及正/负序三相旋转相量图;最后,基于上述旋转矢量投影等效三相旋转相量的过程建立时变幅频对称分量法的物理内涵,由此将不对称故障点电压等效为正/负序旋转相量,并结合仿真进行分析。分析结果表明,所提故障分析方法为时变幅频内电势激励下网络不对称故障分析提供了基础理论。