基于RTDS的动态无功调节装置低电压穿越控制策略研究

随着新能源发电系统的并网容量日益增大,其对电力系统的不利影响也逐渐增强。动态无功调节装置是辅助新能源发电系统大规模并网的重要设备之一,因此,国家能源行业标准(以下简称能标)对高压动态无功调节装置在电网故障情况下的运行性能提出了新的要求。针对电网故障情况下高压动态无功调节装置低电压穿越(LVRT)问题,本文根据能标要求,设计了动态无功调节装置的低电压穿越控制策略,并在RTDS仿真测试平台上进行了实验验证。测试结果验证了低电压穿越控制策略的有效性。

风电场动态无功调节装置容量配置浅析

通过对风机的动态无功调节能力的分析,提出新建风电场可以不配或少配无功补偿装置。

混合多馈入直流系统VSC-HVDC和滤波器的无功协调控制

为了减少常规直流输电(LCC-HVDC)的滤波器投切,充分利用柔性直流输电(VSC-HVDC)的无功调节容量和其动态调节无功的优势,提出一种适用于LCC-HVDC和VSC-HVDC电气距离较近情况下的混合多馈入直流系统的无功协调控制策略。分别分析了LCC-HVDC和VSC-HVDC的无功控制原理及其控制特点,基于滤波器投切和VSC-HVDC两者的无功控制优势,设计了混合多馈入直流系统的无功协调两级控制模块,达到减少滤波器投切,抑制暂态低电压和过电压的目的。在PSCAD/EMTDC中搭建混合多馈入直流系统模型并进行仿真验证,仿真结果表明所提协调控制策略的控制效果优于VSC-HVDC采用定无功功率控制和定交流电压控制。

SVG+FC无功补偿方案在国外某项目中的应用

以刚果(金)RTR工程项目为背景,阐述了SVG与FC单调滤波器在项目中的配合运用。该项目系统产生谐波的主要负荷为两套整流系统和低压变频设备,基于此,设计采用最先进的ETAP软件进行了精确的仿真和分析,并通过精准的计算,确定了在每段33 kV母线上配置FC滤波器+SVG的方案。实践证明,该方案不仅能实现各种运行方式下的谐波处理效果,还消除电压波动或过补偿的问题,保障了项目的稳定运行。

储能电站快速协调控制系统架构及关键技术

快速协调控制系统作为储能电站的重要组成部分,能够实现对储能变流器(power conversion system,PCS)、电池管理系统(battery management system,BMS)等设备的信息采集和监视等功能。文中对储能电站快速协调控制系统展开研究,首先设计了快速协调控制系统的架构,并阐述系统的工作原理;其次对涉及到的关键技术展开分析,如主备机切换,一次调频,动态无功调压等;最后在结合实际储能电站搭建了测试平台,测试结果表明,一次调频的响应时间小于100ms,动态无功调节的响应时间小于30ms,验证了协调控制系统的快速调节能力。

链式D-STATCOM的无源性控制

配电网静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)由于其突出性能已被证明是配电网无功动态调节的有效手段,然而链式结构D-STATCOM每一相都由多个H桥逆变单元级联而成,是一个非线性多变量、强耦合的系统,难以同时实现无功电流与直流电压稳定均衡的控制。经过等效电路变换,建立单个H桥逆变单元的控制电路模型;基于无源性控制理论,设计无源性控制率,确保了对指令电流的渐进跟踪;通过给定指令电流,实现了链式D-STATCOM的无功电流的控制和直流电压稳定的控制;利用H桥逆变单元之间的能量交换实现了直流电压的均衡控制。仿真以及10 kV、±5 Mvar工程实际应用表明,此控制算法能够在实现无功电流控制的同时实现直流电压的稳定与均衡控制,且稳态特性好、动态响应快、算法实现简单、鲁棒性强,具有很强的工程实用价值,为链式D-STATCOM的研究、发展和产业化提供了基本保障和良好的平台。

特高压直流系统中大容量双水内冷调相机的作用及关键技术研究

大容量双水内冷调相机在特高压直流系统中具有快速响应的无功补偿支撑作用。为了满足大容量双水内冷调相机动态无功调节、快速响应和安全可靠性能要求,通过优化电磁设计,提高了调相机的暂态和次暂态特性、强励能力和出力范围。探讨了通风冷却系统设计和调相机定、转子温升计算。在绝缘设计方面,采用内屏蔽结构,通过半导体材料实现了均压层的屏蔽作用,增大换位填充倒角半径,提高了定子线棒角部电场的均匀性,采用一次成型的定子线棒防晕结构,优化了调相机的主要电气性能指标。在结构设计方面,定子绕组采用了端部整体灌胶结构,有效地防止了端部松动问题。定子铁芯使用全补偿、抗蠕变防松技术以防止铁芯因基频和倍频振动导致的松动。研究结果表明,大容量双水内冷调相机特殊的冷却方式、电磁、绝缘和结构工艺优化设计等关键技术,可以使得大容量双水调相机满足特高压直流系统无功支撑。

电网侧储能电站监控系统体系架构及关键技术

储能电站监控系统是储能电站的核心部分,实现了对储能站内电池、电池管理系统、变流器、配电等设备的信息采集、处理、监视、控制、运行管理等功能。储能监控系统的体系架构直接影响储能电站对电网支撑作用的功效。首先总结了当前主流的三种储能监控系统架构技术特点。接着从层次架构、应用功能、性能指标、设备数量、信息交互、运维便捷等方面进行了全方位比对分析。针对储能监控存在的问题,提出储能电站协调控制解决方案。对其中涉及的关键技术进行了分析,包含主备协调器切换机制、信息建模、一次调频及动态无功调节等。最后在实验室搭建了储能协调控制测试环境,经实验验证了储能协调控制的可行性。