分散接入式混合直流系统的机电暂态建模与控制策略研究

分散接入式混合直流系统是近年来被提出的一种新型直流输电系统拓扑结构,文中提出了分散接入式混合直流系统的机电暂态建模方法和控制策略。首先提出了分散接入式混合直流系统机电暂态建模方法,该方法可满足逆变站不同换流器分散接入受端电网的场景。然后,文中提出了一种附加均流控制策略和电流分配系数优化方法,以提高分散接入式混合直流系统在交流故障下的运行特性。最后在PSS/E中搭建了分散接入式混合直流的机电暂态模型,通过与电磁暂态模型进行响应特性对比,验证了所提建模方法的正确性;并在PSS/E中进行仿真计算验证了所提控制策略的正确性和有效性。

分散接入式储能系统的调制策略与控制方法

随着电池循环寿命逐渐减少,电池一致性差异逐渐扩大,电池模块间存在日趋严重的并联环流和串联容量失配问题,降低系统经济性和安全性。若将电池模块通过直流变换器接口分散接入PCS直流母线,可以抑制电池参数差异导致的失配缺陷,提高系统效率和可利用容量,但系统能量利用效率会受直流变换器接口的运行效率所限。面向分散接入式储能系统,此处提出了一种双向直流变换器优化调制策略与控制方法,有效拓宽了变换器软开关范围,提高了变换器效率;并且针对该软开关型双向直流变换器,提出了一种优化设计方法,实现最大功率传输。最后构建了实验样机,实验结果显示变换器可以在更宽负荷范围内实现所有开关管的软开关,最高效率达到98.8%,验证了所提调制策略与控制方法的有效性。

多馈入交直流混合系统的智能模糊分散协调控制

为了解决多馈入交直流混合系统中诸控制元件之间协调的问题,根据模糊逻辑推理方法与最优分散协调算法,设计了智能模糊分散协调控制器(FODC),从而使整个交直流系统的性能达到最优。用 NETOMAC 仿真软件仿真了一三机双直流系统。仿真结果表明,所设计的 FODC 确实能提高整个交直流输电系统的稳定性,且优于常规的无分散协调控制(NDC)和有分散协调控制(ODC),在不同扰动下亦能表现出很好的适应性。

高渗透率分布式光伏交直流配电系统安全组网与控制技术及设备

交直流混合组网可以发挥直直系统灵活开放优势,实现源荷高效可靠接入,因此,构建交直流配电系统已成为新型电力系统建设重点工作,并纳入《“十四五”能源领域科技创新规划》。交直流配电系统从试点示范到大规模应用仍存在安全组网难、稳定构网难,优质供电难等问题。

基于ERGA和混合H_2/H_∞方法的交直流并联系统分散控制

提出一种基于有效相对增益阵列和混合H_2/H_∞方法的交直流并联系统分散控制方法。该方法首先根据有效相对增益阵列(ERGA)指标和总体最小二乘-旋转不变技术确定附加阻尼控制器安装地点和反馈信号配对方案,再基于混合H_2/H_∞控制理论设计分散控制器,抑制交直流并联输电系统中存在的区域间和区域内低频振荡。有效相对增益阵列指标考虑了传递函数矩阵的动态和静态过程,混合H_2/H_∞控制理论可计及控制代价和系统的不确定性。EMTDC/PSCAD实例仿真证明了控制器的有效性。

AC/DC混合输电系统分散协调控制

针对电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)在应用中带来的AC/DC交直流输电系统的协调控制问题,建立了AC/DC数学模型,并对AC/DC提出了一种新的分散最优协调控制模式。在该模式中,逆系统线性化理论被应用于直流输电系统的控制。文中为了与交流电网相配合,将标幺制引入了直流输电系统,并以Lyapunov间接法证明了该闭环非线性系统的稳定性。AC/DC混合输电系统的数值仿真结果表明了该控制策略的有效性和鲁棒性。

交直流混合电网的多智能体自律分散控制

针对交直流混合电网传统集中控制缺乏灵活性和鲁棒性的特点,以及分布式控制无法同时兼顾全局最优及响应速度等的不足,提出一种基于多智能体系统的交直流混合电网自律分散控制策略,即在多端直流的每个端子都设置一个智能体,构成多智能体系统,每个智能体都包含两个功能模块:全局信息获取模块和自主决策模块。采用这种控制策略时,上层优化问题与传统的电网调度问题相近,下层系统通过智能体之间以及智能体与系统间的交互、协调,实现群体妥协解。在仅有邻居换流站电压、频率等状态信息基础上,基于多智能体一致性控制实现各端换流站间有功功率的合理分配,平抑负荷波动。最后通过PSCAD仿真搭建典型的交直流混合电网验证所提控制策略的有效性及优越性。

LCC-C-MMC混合高压直流系统直流低电压穿越控制策略

现有传统混合高压直流(HVDC)存在3个关键问题:直流侧故障的自清除问题、电压源型换流器(VSC)输送容量难以与电网换相型换流器(LCC)相媲拟、整流侧交流故障引起的直流低电压穿越问题。为此,提出了一种新型的LCC-C-MMC混合高压直流方案,逆变侧由C-MMC改进型拓扑串并联组合构成。研究了混合直流稳态运行控制特性,分析了整流侧故障引起输送功率中断的原因。提出了带投旁通的后备定电压控制策略,分析了投旁通对过程中系统的等值电路和桥臂充电特性。通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了所提控制策略的可行性。仿真结果表明:引入的3次谐波注入调制和无功功率动态调整策略扩展了系统的稳态和暂态调节范围,使得系统在交流电压跌落10%时运行特性良好;当故障严重时(如测试算例中交流电压跌落50%),旁通对快速旁路高位端的换流单元使系统进入半压运行模式,剩余健全的换流单元可维持功率的持续输送;投旁通对过程中,箝位二极管所串联的电阻可以有效抑制充电电流,减少处于闭锁状态的桥臂电容的上升幅值。

航空并列式混合励磁无刷直流发电机短路特性研究

结合航空低压直流电源系统应用特点,对并列式混合励磁无刷直流电机短路特性开展研究。分析永磁与双凸极电机段绕组耦合关系与电感特性,揭示并列式混合励磁电机高电抗特征,在此基础上研究直流侧短路故障下的电枢反应与短路电流变化规律;根据绕组拓扑形式特点,围绕两类相间短路故障,系统分析短路电流与整流输出电压特性,探讨电机中性点连接方式对短路电流的影响,提出并列式混合励磁无刷直流发电机不同短路故障下的短路电流抑制与短路保护方法。研制12300r/min、11kW低压直流电源系统并列式混合励磁无刷直流发电机系统,并进行短路实验验证。理论与实验结果表明,并列式混合励磁无刷直流电机具有较好的短路电流抑制能力,在航空直流电源系统中具有重要的应用优势与价值。

VSC-MTDC输电系统的新型混合式控制策略

以提高电压源型多端直流输电(VSC-MTDC)的运行可靠性为目的,针对VSC-MTDC输电系统现有控制策略存在的问题,提出了一种基于VSC-MTDC输电系统主、从式控制和电压下降式控制的新型混合式控制策略,并根据控制策略设计了相应的VSC控制器。该控制策略可以根据系统扰动的大小,使输电系统在主、从式控制和电压下降式控制中自由切换,最大限度地保持系统的稳定运行。采用在PSCAD/EMTDC中搭建的基于电压源型换流器四端直流输电系统仿真模型,对所提出的控制策略进行了仿真验证,仿真结果表明:直流输电系统能够自动进行均流且不失稳定性;每个换流器可以独立调节向直流网络输送的直流功率;新型控制方案确实可行。

特高压交直流输电系统暂态混合仿真研究

随着电力系统发展,纯机电暂态和电磁暂态仿真在分析大规模特高压交直流混合电网时已呈现明显不足。为了准确分析特高压交直流输电系统的动态特性,文中基于电力系统全数字实时仿真平台(ADPSS)搭建了特高压交直流输电系统的机电—电磁暂态混合仿真模型,并对整流侧和逆变侧交流母线故障进行了仿真分析。结果表明通过机电—电磁暂态混合模型仿真结果输出,能够有效体现直流系统整体以及局部的各个元器件的详细动态过程,为特高压交直流系统的稳定控制提供技术理论支撑。

不同环境下模糊PID温控系统在间歇式混合器中的效果探究及应用

以颜料在聚丙烯内的分散性实验为例,探究了处于不同环境下的间歇式混合器比例-积分-微分控制(PID)温控系统的加热效果,并以密闭室温环境下的混合器温控效果为基准,结合PID参数对该温控系统效果的影响制定了相应的模糊规则,将模糊算法与PID算法相结合,建立了一种基于模糊PID算法的温控系统,并详细阐述了建立过程。结果表明,该模糊PID温控系统能够实时的调节PID参数,有效地提升了混合器的加热效率,提高了颜料分散性实验结果的准确性。

分散组合式直流电源设计

在供配电系统中,往往需备配直流电源柜,由直流电源柜集中提供电动操作机构所需的直流电源。在直流电源柜中,多个蓄电池通过串联形成电动操作机构所需的电源。根据大量工程实践知,当某个电池工作不正常时,直流电源柜就无法正常提供电动操作机构所需的电源。而且,直流电源柜需要单独占据位置空间。根据大量市场调研,一种可靠性高又不单独占据位置空间的分散组合式直流电源,具有很大的市场需求。

远程终端接入式地县一体化调度自动化系统

我国电网发展已进入特高压交直流混合电网、全面建设坚强智能电网的新阶段。作为电网运转的中枢，电网通信调度面临着管理和技术的创新变革。目前，国内县调自动化系统种类繁多，孤岛现象较为普遍，与地调系统难以进行资源共享，阻碍了今后网络拓扑分析、

计及非线性因素的混合供能系统协调控制

通过公共直流母线集成可再生能源发电单元和储能设备等的混合供能系统,可以有效提高分布式电源的利用率和控制灵活性。该文针对包含锂电池、超级电容器及光伏的混合供能系统,介绍了该系统的2种基本运行模式及直流母线电压控制方式,并对不同运行模式下暂态时直流母线电压冲击产生的机理进行了理论和实验分析,提出了分别采用死区补偿及稳态占空比控制信号补偿等解决措施。在基于30 kVA双级式变流器的混合供能系统实验平台中验证了该文所提方法的有效性。

一种基于直流断路器两端电压的混合级联多端直流输电断路器自适应重合闸方法

混合级联多端直流输电技术是未来特高压直流输电的重要发展方向之一,其重合闸策略是关系到直流系统能否可靠运行的重要因素。首先分析了混合级联多端直流输电直流线路故障特征,进而研究了组合式直流断路器在混合级联多端直流输电中的应用,在此基础上提出了基于直流断路器两端电压的直流断路器自适应重合闸方法,并在PSCAD/EMTDC上搭建含有组合式直流断路器的混合级联多端直流输电典型模型,对重合闸策略进行了验证。

强直弱交受端交流系统安全馈入直流功率评估方法

随着特高压交直流输电的快速发展,交流电网新增馈入直流全面建设,电网"强直弱交"的问题逐渐突出,受端交流系统的安全隐患日益严重。对于多馈入交直流混合系统而言,由于多个直流线路并列运行,各交直流系统之间,直流子系统之间相互影响,对交直流混合系统的控制和保护提出了新要求。分析了短路比、直流线路换相失败、受端交流系统接入能力研究现状,为强直弱交受端交流系统安全馈入直流功率评估研究提供参考。

特高压交直流系统的稳定控制仿真研究

随着电力系统的发展,纯机电暂态仿真和电磁暂态仿真在分析大规模特高压交直流混合电网时已呈现明显不足.为了准确地分析特高压交直流输电系统的动态特性,基于电力系统全数字实时仿真平台(ADPSS)搭建了特高压交直流输电系统的机电—电磁暂态混合仿真模型,并对整流侧和逆变侧交流母线故障进行了仿真分析.结果表明,所设计的仿真模型可以有效地掌握直流系统内部器件的详细动态过程,并且为特高压交直流系统的稳定控制提供技术支持和理论指导.

LCC-MMC混合级联型直流输电系统受端接线和控制方式

基于某规划直流工程,分析了基于电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multileve converter,MMC)的混合级联型输电系统受端接线和控制方式。具体考虑因素包括接入受端交流系统的形式(集中接入或分散接入),逆变侧并联MMC的控制方式(定直流电压或定有功功率),以及多端接入条件下LCC和M M C换流站建设形式(合站建设或分站建设)。结果显示:分散接入有助于减小逆变侧交流故障下LCC和M M C在直流侧的交互影响;并联M M C均采用定直流电压控制有助于M M C交流侧故障后系统快速恢复稳定,且利用电流均衡控制策略能够消除潜在器件参数偏差导致的电流分配不对称现象;合站建设有助于减小直流故障风险,提高系统可靠性并降低投资成本。

一种适用于大规模新能源远距离外送的分层混联输电系统

为实现内陆大规模风电等新能源的直流汇集与远距离输送,该文提出一种适用于不同规模风电基地分层接入的混合级联输电系统。首先介绍分层接入–混合级联输电系统的拓扑结构与运行特性。该系统为双层结构,高压阀组采用电网换相换流器,多个模块化多电平换流器并联作为低压阀组,可实现不同规模风电基地的分层接入。随后分析系统的数学模型,并在此基础上设计协调控制方案。针对风电基地出力波动,为系统设计阀组电压自适应控制,保障系统的稳定运行。最后在PSCAD/EMTDC中搭建分层接入–混合级联输电系统仿真模型,验证控制策略的有效性。研究结果表明,该系统可为大规模风电远距离传输提供一种新选择。