VSC变流器与弱电网交互作用的次同步振荡关键参数研究

电压源型变流器(VSC)接入弱同步电网后与电网交互作用显著,易引发系统次同步频带的稳定性问题。为研究这一现象的机理和特性,建立包含锁相环、电压前馈等环节的VSC变流器小信号数学模型。采用特征值分析方法进行系统振荡模态、阻尼比、相关因子计算,分析得出影响系统次同步频带稳定性的关键因素及变化规律。结果显示,增强电网网架结构,优化VSC变流器中的锁相环和电压前馈滤波参数可以减小系统振荡风险。最后通过电磁暂态仿真对上述分析结论进行了验证。

基于PSCAD超级电容储能容量优化设计

本文首先对超级电容储能系统的基本工作原理以及充放电特性做了分析,之后利用能量约束法和功率约束法对超级电容储能系统进行了合理的设计,使其容量得以优化。最后由变流器VSC电路,双向DC-DC变换器及超级电容器组建立超级电容储能系统的主电路模型。其主电路中通过变流器VSC可以实现交直流的转换和功率恒定;而双向DC-DC变换器的一般工作过程,是在Buck(降压斩波器)和Boost(升压斩波器)两种模式下完成的。并在此基础上对主电路优化后的控制策略和参数进行设计。

一种新型的统一潮流控制器

为了提高电力系统稳定性,统一潮流控制器UPFC的并联和串联部分应分别位于电压下降、潮流变化最明显的地方。本文将统一潮流控制器的串联部分和并联部分分离并延长它两之间的距离,这使UPFC串联和并联部分安装在不同地点提供了可能。用PSCAD软件搭建一个新型的统一潮流控制器模型。仿真结果显示,新型UPFC具有同样的控制功能,尽管其传输容量稍小,但是新型UPFC串并联部分分离的结构特点,使工程上UPFC的安装问题上更具灵活性,具有广阔的应用前景。

轻型直流输电系统的不对称故障控制策略

基于电压源变流器(voltage source converter,VSC)的轻型直流输电(VSC-HVDC)正成为一种经济灵活的新型输电方式。但是当交流系统发生不对称故障时,系统中存在的负序分量在脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的作用下会产生大量的非特征谐波,并严重恶化VSC-HVDC系统的控制性能。文章在换流站正序模型的基础上建立了系统的负序模型,提出一种基于精确反馈线性化理论的正负序电流非线性控制器,并针对系统故障时出现的直流过电压问题设计了2种应对策略。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC下对上述控制策略进行了仿真验证,达到了预期的控制效果。

直流断路器的研发现状及展望

可靠有效的电力供应以及开发利用可再生资源对于改进电力传输模式提出了巨大的挑战。基于低损耗、远距离、大功率输电以及更有效地连接可再生能源入网和便于灵活操作的优点,高压直流输电(HVDC)得到了新的重视。特别是电压源换流器(VSC)技术的出现使得多端高压直流(MTHVDC)电网的筹建发展成为可能并越来越具吸引力。目前,多端高压直流电网技术上的主要挑战,如网络结构的拓扑设计、大容量电缆、保护和开断短路电流的直流断路器等成为热门话题。对于多端高压直流电网,具有快速开断直流故障电流和隔离故障功能的直流断路器是必不可少和至关重要的。只有应用高压直流断路器,才有可能采用多端高压直流实现多个节点连接的可再生能源入网或退网、及时快速分离故障并可保证系统的安全可靠运行。虽然目前市场已有高压直流断路器,且有一些已在超高电压系统运行,但它们直接开断短路故障电流的开断能力较低,且都是作为转换开关将故障电流从一个电路转换到另一电路,最后由交流断路器完成开断,其开断时间较长,系统欠稳定。故具有高开断能力的高压直流断路器仍然是MTHVDC的发展的一个瓶颈,限制着MTHVDC的发展。因此,一场研发高压直流断路器的激烈竞争在ABB、西门子和阿尔斯通等国际电力设备制造商之间正在悄然进行。本文着重介绍了高压直流断路器的发展及其研发的必要性和迫切性,介绍了目前高压直流断路器的最新发展状况、现存的挑战和未来展望。