交直流混合发电供电系统突然短路分析

重点分析了交直流混合供电系统交流、直流同时发生突然短路时的短路电流及电磁转矩 ,给出了它们的解析表达式和计算结果。模拟样机的试验结果证明了文中模型与分析方法的正确性 ,从而可为该类供电系统综合保护提供理论基础。

交直流混合供电系统直流侧阻抗建模及稳定性分析

作为交直流混合供电系统的互联接口,电压源型变流器(voltage source converter,VSC)的直流端口阻抗特性会受到交流网络影响而带来新的稳定性问题。为实现对弱交流电网背景下交直流混合供电系统直流侧稳定性的准确分析,建立了考虑电网阻抗和系统延时影响的直流侧小信号阻抗模型,分析了控制参数和系统参数的影响,指出交流电网阻抗和系统延时环节对VSC直流端口阻抗特性的影响会降低系统直流侧稳定性。基于系统控制回路和交直流耦合关系的分析,明确了直流侧阻抗特性的关键影响因素,进一步提出一种有源阻尼重塑方法提高了系统直流侧稳定性。最后构建交直流混合供电系统仿真模型,验证了所提稳定性分析和有源阻尼重塑方法的正确性。

“规模化分布式源荷接入下交直流混合配电网优化运行与稳定控制技术”专题特约主编寄语

在“双碳”目标与“构建新型电力系统”战略的双重驱动下,配电网“高比例新能源”与“高比例电力电子装备”接入的双高特性逐步凸显,新能源发电的强不确定性与电力电子装备的低惯性给交直流混合配电网的运行控制与稳定性带来巨大挑战。

交直流混合供电发电机定子绕组端部漏电感的计算

在考虑绕组端部的喇叭口和绕组上下层位置的条件下 ,推导了交直流混合供电发电机绕组端部漏电感的计算公式 ,根据公式编制了端部漏电感的计算程序 ,计算结果与样机上测试线圈的实验结果进行了比较。

基于定子双绕组异步发电机的交直流混合发电系统

提出了一种基于定子双绕组异步发电机(DSWIG)的交直流混合发电系统。该发电系统能同时输出稳定的变速、变频交流电和高压直流电。系统采取标量型瞬时转差频率控制策略。实验采用一台18k W的双绕组发电机验证了该发电方案的可行性。实验结果显示,该交直流混合发电系统能够在1∶3的宽转速范围内稳定恒功率运行,且具有优秀的动、静态品质。例如,交流输出电压在突加、突卸100%额定负载时,恢复时间小于10ms,大大低于美军标70ms的规定。初步研究成果表明,基于定子双绕组异步发电机的交直流混合发电系统能够为机载、车载等独立电源场合提供有竞争力的解决方案。

交直流混合供电同步发电机暂态性能的研究

将电机的多回路理论与有限元方法相结合建立了交直流混合供电同步发电机的数学模型 ,讨论了阻尼绕组和励磁绕组端部漏感的计算方法。采用关联变换建立绕组、整流桥与负载间的联接 ,考虑了由于凸极效应、磁路的饱和、绕组的布置以及定转子齿槽的影响产生的空间谐波磁场的作用。对发电机的交流侧和直流侧突然短路过程进行了仿真 。

自适应交直流混合供电系统的研究与优化

自适应交直流混合供电系统与单纯的交流配电/微电网系统相比,在系统稳定性、能源利用效率和节能减排效率上具有突出优势。针对交直流混合供电的集成特点,综合分布式能源和储能系统的特性,对交直流供电系统的自适应进行了研究与设计。

逆变器与柴油发电机组混合供电系统突卸负载的紧急控制策略

针对新能源发电逆变器与柴油发电机混合供电系统中突卸负载可能导致的发电机逆功率问题,以逆变器采用恒电流控制、柴油发电机采用电压和转速下垂控制为基础,提出了逆变器限制输出功率与系统切除非重要负载相结合的紧急控制策略。电磁暂态时域仿真和1∶1样机物理试验验证了该紧急控制策略的有效性。

南方典型办公园区交直流混合供电系统的设计和波动仿真研究

针对分布式可再生能源的快速发展和南方典型办公园区的用能特点,文章设计了一种基于电力电子变压器的交直流混合供电系统。系统包含光伏发电、直流空调照明、直流充电桩等多种类型分布式可再生能源,文章详细分析了网架结构中的关键设备及源荷优化配置方法,提出了系统运行控制策略。然后通过交流和直流负荷波动仿真试验,验证了系统网架结构与控制策略的合理性。

基于交直流耦合的地铁牵引供电系统潮流算法研究

地铁牵引供电系统是一个典型的交直流混合系统,其交流潮流与直流潮流间相互影响。传统潮流算法具有局限性,并不能很好地适用于地铁牵引供电系统潮流计算。鉴于此,考虑地铁牵引供电系统的实际情况,设计了一种新的潮流计算方法。仿真结果表明,该算法能够准确地计算出地铁潮流和仿真不同的运行状况,且具有计算速度快、实时性好的优点。

基于光柴混合发电的应急供电系统设计

应急电源系统（EPS，Emergency Power System）为一种各类一级和特别重要负荷的交流后备电源得到广泛应用，是解决供电可靠性的常用途径，柴油发电车和UPS作为电力公司最普及的后备电源在实际应用中存在响应慢和可靠性的问题而太阳能是一种可再生的清洁能源，是新能源发展的重点。设计一套基于柴油发电车和光伏发电的混合供电系统，发电车和光伏发电系统相配合既提高供电可靠性又满足不间断供电的要求。这是新能源在传统供电保电方面的创新应用，一方面保证了某些重要场合、重要负荷和敏赙负荷的供电连续性，另一方面，即使在远离电网的地区也可实现负载的临时供电，特别适用于新疆这种光照好，人口密度小、电网可摧性不高的地区。

变压器与柴油发电机混合供电系统阻抗建模分析

现有阻抗建模分析结果与实际曲线之间的拟合度较低,难以满足混合供电系统工作需求,因此提出变压器与柴油发电机混合供电系统阻抗建模分析。分析变压器与柴油发电机等主要发电设备工作特点和混合供电系统的工作原理;考虑到坐标旋转变换过程、端口阻抗以及恒功率负载多种影响因素,建立稳定性较高的变压器与柴油发电机混合供电系统阻抗模型;通过在线测量电网阻抗值,动态调整锁相环(PLL)的控制参数,在奈奎斯特曲线图的作用下,输出变压器与柴油发电机混合供电系统阻抗特性分析结果。实例测试结果表明,正序阻抗分析结果下,所提出方法得出的阻抗特性拟合度分别提升了20%、30%,负序阻抗分析结果的拟合度分别提升了11%、13%。

交直流混合微电网接口变换器虚拟同步发电机控制方法

随着分布式发电技术的推广,交直流混合微网以其灵活性正得到越来越广泛的研究和应用,而接口变流器是其核心部件。提出了一种接口变换器虚拟同步发电机控制策略。该策略不仅能使交直流子网有功功率分配更加均匀,还能使系统在大容量负荷投切过程中响应更加平滑,降低交直流子网快速功率波动的耦合影响。Matlab/Simulink仿真算例的验证结果表明,提出的接口变换器虚拟同步发电机控制方法能够降低交直流子网功率传导影响,有利于提高交直流微电网的运行稳定性。

电力杆塔监测系统的供电系统设计

随着我国电力系统的发展,输电线路的运行环境变得越来越复杂,特别是电力杆塔通常架设在垭口、高山、峡谷、湖泊上,人力无法直接到达,因此需要对电力杆塔进行监测。在电力杆塔上建立监测点首先需要考虑的就是供电系统,该系统采用风光互补发电和电池共同供电的方式,采用能量管理系统,保证电力杆塔运检状态监测系统的用电需求。

双馈风电场接入交流或交直流混合系统低频振荡模态对比分析

目前,风电并入交直流混合系统低频振荡模态研究未见文献报道。在PSASP中搭建了CEPRI36节点系统中含双馈风电场的纯交流系统和交直流混合系统的小信号稳定性分析的详细模型。对计及了风力机传动链、双馈发电机、变换器和直流输电动态模型及其控制策略,且直流系统运行在双极两端中性点接地、单极大地回线、单极金属回线、单极双导线并联大地回线四种不同接线方式下的小信号稳定性进行了仿真。从双馈风电场接入交流或交直流混合系统并参与有功或无功调度两种运行方式角度,采用模态分析法进行了电网区间和局部区域低频振荡模态对比分析。结果表明:双馈风电场接入交直流混合系统的低频振荡特性不仅与直流线路运行接线方式存在关联,而且受接入的风电场运行方式影响。与接入交流系统比较,接入交直流混合系统区间振荡的恶化程度变大、稳定裕度更差。

基于MMC的交直流混合配电网交流系统协调控制策略分析

分析了基于模块化多电平换流器(MMC)交直流混合配电网与双馈风机(DFIG)的协调控制策略,研究了MMC换流站和DFIG对交流系统产生的暂态故障响应。基于协调控制提出一种改进的自适应撬棒(Crowbar)电路,提高了DFIG的低电压过渡能力。并利用RTDS软件平台,仿真验证了在交流系统发生三相短路和不对称故障时,含DFIG交直流混合配电网在故障回路中产生的故障特征。

交直流混合微电网运行控制策略研究

为解决交直流混合微电网中功率波动、交直流系统之间功率平衡、直流侧源荷比相对较大光伏利用率不高的问题,研究了交直流混合微电网并网运行时,在蓄电池的平抑作用下,直流侧光伏发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网,提高直流侧光伏利用率。孤岛运行时,蓄电池作为平衡节点,和双向AC/DC变换器一起维持整个系统的电压、频率稳定,并实现交、直流系统之间功率平衡的控制方案。最后利用PSCAD/EMTDC软件对系统功率波动、并网运行向非计划孤岛运行切换、孤岛运行向并网运行切换进行了仿真验证,运行结果表明该控制方案能有效平抑系统功率波动,维持交直流混合微电网稳定运行。

风电场交直流混合输电并网中VSC-HVDC的控制

为提高风电场交直流混合输电并网的系统性能,提出一种更加灵活的电压源换流器高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)控制策略。对于风电场侧电压源换流器,设计了一种新的交流电压–功角控制方法。对于交直流混合输电模式,该方法通过调节风电场交流母线电压与电压源换流器输出电压间的功角来实现定有功功率控制。对于纯柔性直流输电模式,风电场交流母线电压自动被调节为具有恒幅恒频的交流电压,实现了对波动风电的同步输送。该方法中输电模式的变化无需切换控制;另外,通过附加电流高通滤波器增强了对系统谐振的阻尼作用。对电网侧电压源换流器,采用一种新的直接电流矢量控制,使直流电压稳定在参考值上。运用PSCAD/EMTDC仿真软件对分别接入笼型感应发电机(squirrel cage induction generator,SCIG)风电场和双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)风电场的交直流混合输电系统建模仿真。一系列运行条件下的仿真结果验证了控制方法的有效性与可行性。

一种光储一体化交直流混合配电系统

在新能源发电领域,采用交流配电形式存在并网难度大、转换效率低、投资成本高等问题。为更好地消纳新能源,同时兼容现有的交流电网,交直流混合配电系统成为重要发展技术线路。此外,系统直流配电环节中新能源及储能的接入,可在交流环节发生电压暂降或中断时提供备用电源,有效提高原有交流系统的电能质量和供电可靠性。

交直流混合微电网频率和电压的无差控制

针对现有交直流混合微网的交流频率和直流母线电压都是有差调节的特点,本文将虚拟同步发电机VSG技术应用到连接交流微网和直流微网的互联变流器上。互联变流器的传输功率由直流微网母线电压偏差和交流微网频率偏差送到各自的PI控制器得出。该技术不仅使得混合微电网在负荷切换过程中响应较平滑,还能始终维持混合微网的交流频率和直流母线电压运行在额定值。采用PSCAD仿真软件进行了仿真验证,所提理论与仿真结果相吻合。