计及纹波和谐波的M3C稳态特性建模与功率运行区间研究

明确模块化多电平矩阵变换器(M3C)的功率运行区间是制订运行方案的前提与基础,但由于M3C内部纹波和谐波特性建模困难,现有研究未能充分考虑它们对电气量峰值、有效值等指标的影响,导致计算结果不够精确。对此,提出面向M3C纹波和谐波耦合特性的dq域动态建模方法,并建立21维模型;进而,提出稳态运行点求解方法,并考虑网侧电流、调制比、桥臂电流有效值和子模块电容电压峰值约束,结合典型算例计算M3C功率运行区间;同时,针对电容电压峰值影响因素众多、计算困难的难题,提出近似计算方法;最后,提出拓展功率运行区间的建议。研究结果表明:所建模型具有较高精度;M3C的功率运行区间在重载时主要由网侧电流约束决定,在轻载时主要由子模块电容电压波动约束决定;抑制谐波环流有助于提升M3C功率运行区间;当M3C两侧无功功率较大且方向相反时功率运行区间下降。

限功率运行下风电场的发电量计算研究

近年来,在风电机组招标后风电场的总装机规模难以做到与批复时的装机规模一致,为满足批复文件的输出功率限制要求,风电场在实际运行过程中需考虑风电机组的限功率运行。而风电项目前期设计过程中并未详细考虑其后续实际的限功率运行状况,若以等效满负荷小时数同比例估算限功率运行后的风电机组年发电量,得到的结果往往偏小。通过对比限功率运行时各种风电场年发电量计算方法的优缺点,提出一种全局迭代寻优策略。结果显示:1)采用年等效满负荷小时数折算法得到的限功率运行时风电场年发电量会明显低估风电场理论年发电量,当项目收益在盈亏平衡点附近时应避免采用该方法。2) Meteodyn WT软件建立的模型质量决定了全局迭代寻优策略结论的准确性,在使用该方法时需要通过多塔交叉检验、同塔切变检验等多种方式对模型进行验证。使用该方法得出的限功率运行策略易于实施,且能最大化提高风电场总体效益。

高压直流系统低功率运行时的无功控制策略

直流系统低功率运行时受端无功严重过剩,电网稳态电压偏高问题十分严重。对直流系统低功率运行时无功控制策略进行探讨,推导了无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系,计算受端换流站关断角和换流变分接头调节措施对直流无功功率消耗的影响,提出利用直流系统无功消耗的非线性,提高最小关断角可以吸收多余无功,有效解决直流系统低功率运行时的交流电网电压升高问题。

具有限定功率运行的永磁直驱风力发电并网控制设计

当风力发电或光伏电站这些间歇式可再生能源因外界环境影响而出力过高时,会使得配网系统潮流发生变化,并网处电压会超出运行的安全限值范围。为使系统处于可控范围,可对这些能源进行实时容量限制。对直驱式永磁同步风力发电系统的控制策略进行了研究,分析了风机输出功率曲线,设计了最大风能跟踪和限定功率运行输出的控制方法和系统后级逆变并网控制方法,使得风力发电系统具有最大功率跟踪或限定功率运行、并网有功/无功功率独立控制等功能。最后建立了风力发电并网系统仿真模型,仿真结果对所设计控制策略进行了验证。

自然覆冰对限功率运行风力机变桨特性的影响

针对自然覆冰环境下风力机桨距角变化问题,以300kW风力机为研究对象,采用限功率运行控制方式,通过现场试验研究自然覆冰环境下风力机变桨特性。结果表明:限功率运行时桨距角随风速增加呈上升态势;相较于洁净环境,轻度覆冰导致β-v曲线整体降低,当功率限定值分别为50、100、150kW时,桨距角平均值分别降低2.3°、3.9°、4.5°,平均降幅分别为35.7%、51.5%、80.3%;风速增加会减弱轻度覆冰对桨距角的影响程度,功率限定值的提高会加大轻度覆冰对桨距角的影响程度;轻度覆冰后,β-v曲线随功率限定值增加而整体降低,每增加50kW功率限定值,桨距角平均降低35%~45%。该文试验数据和研究结果可为自然覆冰环境下风力机的机组控制提供参考,对其稳定合理运行具有重要意义。

光伏发电系统低功率运行并网电流谐波抑制研究

以低功率运行的光伏发电系统为研究对象,通过理论分析和实验研究的方法,对光伏发电系统低功率运行时并网逆变器输出电流畸变恶化的问题进行探讨,并设计一种减小并网电流谐波的解决方案,最后进行实验验证。结果表明:提出的解决方案可有效减小并网逆变器低功率运行时输出的低次电流谐波,实现光伏发电系统低功率运行时并网电流总谐波畸变率满足IEEE Std.1547-2003标准。

MMC的稳态相量模型及功率运行区间计算方法

模块化多电平换流器(MMC)的控制器输出量与MMC内部电气量之间存在复杂的耦合关系,难以确定影响其输出功率范围的关键因素及计算功率运行区间的边界。为此,首先以dq坐标相量的形式,推导出一种新的MMC的交流侧稳态等效模型,该模型为1个等效电容与等效电压源串联。模型参数可完全由控制器输出量和直流电压确定,从而将控制输出量与运行电气量解耦;等效电容直观地反映了MMC子模块电容充放电过程造成的换流器内部耦合特性对交流侧输出特性的影响。利用所提模型可以方便地计算得到MMC输出功率的P-Q曲线。然后,通过计算P-Q曲线族的包络线,提出一种确定MMC稳态运行区域边界的方法,并研究了环流抑制控制和交流系统短路比对运行区域的影响。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建单端MMC仿真模型,验证了所提模型及稳态运行区间计算方法的正确性。

MMC功率运行区域分析及环流切换控制策略

通过对模块化多电平换流器(MMC)动态特性和控制机理的分析,提出基于系统容量、电容电压波动阈值以及最大瞬时调制比的功率运行区域确定方法,并通过该方法对环流抑制和环流注入控制策略在不同子模块电容配置下的功率运行区域进行了比较分析。该方法可以优化子模块电容参数选取,避免过度冗余设计。此外,提出基于电压预测的环流控制器,使在不同工作点下可根据分析结果直接进行最优环流控制模式切换。对某单一桥臂子模块数为20的MMC系统进行仿真研究,结果验证了所提功率运行区域分析方法及其环流切换控制策略的正确性和有效性。

MMC-HVDC功率运行区间的优化控制方法

提出了一种基于模块化多电平换流器高压直流输电(MMC-HVDC)系统的功率运行区间优化控制方法。建立了换流器内部环流的模型,揭示了子模块(SM)电容电压波动对换流器内部环流的影响机理;设计换流器二倍频电流补偿的相间环流抑制方法,降低了SM电容电压波动,进而扩大换流器的功率运行区间。基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了双端MMC-HVDC仿真系统,仿真结果表明所提出的方法能够有效扩大其功率运行区间。

“双碳”目标下商务楼宇“光储直柔”恒功率运行研究

基于“双碳”目标下建筑电气化的发展趋势,分析商务楼宇的源荷结构变化特点,提出直流商务楼宇的系统架构及三级控制结构,建立基于光、储、电动汽车协调的恒功率取电三类典型柔性运行模式,通过基于小步长时序模拟方法在Matlab/Simulink平台进行了仿真验证。

大亚湾核电站延伸运行与长期低功率运行

延伸运行和长期低功率运行是核电生产所采用的两种比较特殊的运行模式。着重阐述了大亚湾核电站的延伸运行和长期低功率运行模式,相关的设计论证与安全分析、运行的影响与控制以及成功的实践经验。设计论证的结果以及现场实践的经验证明,这两种运行模式都是可行的。

模块化多电平换流器稳态功率运行范围的确定方法

为了确定模块化多电平换流器(MMC)的稳态运行范围,首先研究了MMC额定运行点的确定方法,介绍了换流变压器阀侧额定电压的选取过程。在此基础上,通过相量图分析的方法,建立了换流器P-Q图与电气相量图间的映射关系,直观地揭示了各个电气量的大小与MMC稳态功率运行范围的关系。分析了内部电动势幅值和相角的可行范围,指出内部电动势的幅值大小是限制MMC无功功率输出大小的主要因素。最后通过一个算例说明了MMC稳态功率运行范围的确定与校验过程。

反应堆机组停堆检修后重返满功率运行的堆芯控制策略研究

核电站压水堆(PWR)在寿期末长时间停堆后重返满功率的运行过程中,堆芯控制存在困难,常常不能够安全快速地进入满功率运行。本文通过对影响堆芯控制的各种因素和物理过程进行分析,提出了一套基于临界点状态选择,在升功率期间采用提升功率控制棒和硼浓度稀释相结合的堆芯控制策略,并进行了实际验证。对重返临界点的选择和影响因素的分析直接影响后期操作,是堆芯控制策略的基础。策略对相同状况下的PWR堆芯控制有一定的指导意义。

长期低功率运行对CNP600堆芯中子学参数的影响

随着我国能源形势的发展,核电将面临调峰运行的挑战。CNP600是我国现役的重要堆型,有必要对CNP600长期低功率运行进行评估。为了验证CNP600在长期低功率运行时中子学方面的安全性,从反应堆物理角度对CNP600长期低功率运行进行初步分析,包括长期低功率运行对堆芯径向及轴向功率分布的影响、停堆深度、焓升因子F_(△H)与功率峰因子F_Q的变化、燃耗及最大线功率的变化。计算结果显示,CNP600实行长期低功率运行对径向功率分布的改变很小,对轴向功率偏移的改变剧烈,通过控制棒的调节,可以维持轴向功率偏移的稳定;停堆深度、F_(△H)、燃耗及最大线功率密度均满足安全要求。初步的分析结果表明,CNP600在反应堆方面能满足长期低功率运行。

某核电厂主给水调节阀在满功率运行时开度持续增大问题研究

某核电厂机组在满功率稳定运行期间,主给水调节阀的开度持续增大,如果该趋势不能控制,机组存在降功率或更严重的风险。经故障分析及现场解体检查,最终确定主给水调节阀的开度持续增大是由于阀笼堵塞导致。本文通过结合该阀阀笼特点,分析出导致阀笼堵塞的原因,根据现场实际制定出处理方法,为主给水调节阀的调试和运行以及给水系统的异物控制给出建议。

基于限功率运行的风电机组参与系统频率支撑的仿真分析

随着并网风电机组的广泛应用,并网系统的惯量不断降低,在系统发生频率跌落时整个系统频率特性变差。针对这一问题,文中提出了一种风电机组在限功率运行下采用下垂控制和惯量控制实现支撑系统频率的方法,并做了相关仿真。仿真结果表明,在限功率运行下,与不采用任何频率控制技术的风电机组相比,采用频率控制技术的风电机组能够在系统频率跌落时有效地参与到系统的频率支撑当中,对系统频率稳定性的提高有着积极的作用。

核电厂功率运行时通往凝汽器的应急疏水阀异常开启时的应变对策

本文分析了核电厂功率运行时，通往凝汽器的应急疏水阀异常开启的事件序列和后果，从而得出该事件处理的应变对策，帮助操纵员更好的处理该类事件。

俄BN-800满载MOX燃料后首次实现满功率运行

【英国《国际核工程》网站2022年9月27日报道】俄罗斯别洛雅尔斯克核电厂4号机组近日首次在满载混合氧化物(MOX)燃料后实现满功率运行。该机组是俄唯一的BN-800钠冷快堆机组,2016年10月投运。最初投运时,堆芯由铀燃料和MOX燃料组成。其中MOX燃料组件由位于季米特洛夫格勒(Dimitrovgrad)的核反应堆研究所(RIAR)制造。

贯流式水轮发电机逆功率运行分析

逆功率运行对贯流式机组的危害很大,为确保贯流式机组安全稳定运行,分析贯流式机组逆功率运行的原理、原因及危害。介绍发电机逆功率运行状态的能量转换原理。通过分析可知,贯流式机组特有的设计、安装和水流特性,会使导叶非正常关闭的可能性增加,由此造成贯流式机组出现逆功率运行的几率较大。应重视贯流式机组逆功率运行的风险,及时对早期安装的不符合标准要求的机组进行升级改造。

长期低功率运行对压水堆CIPS风险的影响研究

长期低功率运行(Extended Low Power Operation,ELPO)在压水堆(Pressurized Water Reactor,PWR)中具有广泛的实践经验,随着国内核电装机容量增加,为满足电网负荷不断变化的需求,越来越多的核电机组需面对日负荷跟踪或ELPO。大部分在运机组通过调整硼浓度来实现ELPO运行,ELPO期间主流体硼浓度升高、堆芯功率降低,这些变化会影响硼在燃料表面污垢(Chalk Rivers Unidentified Deposit,CRUD)中的析出,改变垢致轴向功率偏移(Crud Induced Power Shift,CIPS)程度。本文揭示了CIPS的根本原因,并采用子通道程序和污垢分析程序评估了某百万千瓦级PWR采用ELPO模式后的CIPS风险。计算结果表明,将堆芯功率下降至75%,CIPS风险降低;继续将堆芯功率下降至50%,CIPS风险略有升高,但仍低于满功率运行工况。研究结果为评估ELPO对CIPS的影响提供了数据支撑,同时也为控制CIPS风险提供了新的思路。