基于并网/孤岛不同策略的多换流器微电网运行控制策略研究

当前随着各国环保要求越来越高,清洁能源的发展势在必行,因此含多换流器微电网如何实现并网和孤岛不同工况下的平稳运行至关重要,针对这一问题,提出基于并网/孤岛不同策略的多换流器微电网运行控制策略。文章构建由风光储组成的多换流器微电网结构,来验证基于并网/孤岛不同策略的多换流器微电网运行控制策略,并在大型电磁暂态软件PSCAD/EMTDC中搭建微电网系统模型,开展研究。

基于自适应虚拟阻抗多换流器微电网切换运行控制策略研究

当前分布式能源大量的接入电网,对电网稳定性的冲击日益加剧,如何友好的接入电网,针对这一问题,提出基于自适应虚拟阻抗的多换流器微电网切换运行控制策略。本文构建由风光储组成的多换流器微电网结构,来验证基于自适应虚拟阻抗的多换流器微电网切换运行的稳定性,并在大型电磁暂态软件PSCAD/EMTDC中搭建微电网系统模型,开展研究。

基于等值单机非线性模型的多换流器并联直流系统暂态稳定性分析及控制参数整定方法

针对“状态变量多、阶数高”给多换流器并联直流系统暂态稳定性分析带来的困难,提出计及多换流器动态交互的等值单机非线性模型,简化大扰动稳定性分析及控制参数设计复杂度。首先,对每台换流器下垂双环控制中的所有状态变量做等效变换,建立直流系统的等值单机非线性模型;其次,基于等值单机的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型刻画出最大估计吸引域,分析系统控制参数设计不合理导致的“小扰动稳定、大扰动失稳”问题;然后,提出基于等值单机的直流系统控制参数整定方法,通过等值单机设计推导系统中每台换流器的控制参数,降低了直流系统控制参数设计的难度,最后,RT-BOX硬件在环实验平台验证等值单机非线性模型及理论分析的准确性。

用于故障限流与电能补偿的多换流器式统一电能质量调节器

介绍了由一个并联电压源换流器(shunt-VSC)和两个串联电压源换流器(series-VSC)组成的多换流器式统一电能质量调节器(Multiconverter-Unified Power Quality Conditioner),用于连接两条具有不同负载特性的配电线路,三个换流器共用一组电容,采用背靠背方式,实现动态电压恢复、有源滤波、故障限流等功能,提高供电质量和可靠性。采用series-VSC串接限流电感的方法限制故障电流,不消耗有功功率。对功率在不同换流器之间的流动情况进行分析和说明。仿真结果表明,MC-UPQC可有效治理电压、电流谐波污染,同时降低网络故障电流水平,易于不同网络互连。

多换流器并联特高压直流系统控制策略及仿真

并联高压直流输电系统是多端直流系统的一种特殊方式,并联扩建方案经济性好、运行灵活方便。利用实时数字仿真器(RTDS)建立了±800kV双换流器并联、10GW双极直流输电仿真模型。直流控制保护模型采用所开发的直流输电控制保护样机,与RTDS构成实时闭环仿真试验环境。控制策略采用电流裕度控制,整流侧两个换流器均定电流,逆变侧一个换流器定电压,另一个换流器定电流。控制系统架构按双极/极控制层,换流器层控制进行设置。换流器层控制实现两个换流器的触发控制,双极/极控制层产生电流和电压参考值指令,经分配后,发送至换流器层控制。利用该仿真系统对双换流器并联的直流输电系统启停、稳态运行工况、换流器在线投退、功率分配策略等进行仿真研究,结果表明所提出的控制策略和开发的控制保护样机可以满足双换流器并联的高压直流输电要求。

利用磁环构造配电线路边界的单端量全线速动保护(1):磁环边界特性及模型

针对含多换流器配电网灵活多变拓扑结构导致的单端量保护配合难等问题,提出了利用铁氧体磁环构造线路边界的单端暂态量全线速动保护方案。该文首先介绍了铁氧体磁环的特性,在此基础上对磁环的阻抗特性进行了测试,测试结果表明磁环工频和直流下阻抗很小但高频下阻抗较大,所以充当线路边界时具有不影响系统正常运行的优点;提出了磁环的宽频建模方法,具体包括磁环阻抗频变参数的拟合、电路综合方法以及饱和特性的模拟,最后给出了不同尺寸和磁环个数下仿真模型的参数修正方法。实验和仿真结果的对比验证了所建等效模型的有效性,为后续的理论分析和仿真验证奠定了基础。

直流配电系统不同运行模式下扁平化管理与协调控制策略研究

构建高效、低耗、可靠的直流配电系统是实现直流型源、荷灵活接入和高效匹配的重要途径,相比较交流配电网拥有更大的发展潜力。首先对直流配电的系统组成、电压等级选取原则、拓扑结构进行了阐述。其次,针对多电压等级多换流器并网两端直流配电系统,在梳理系统不同运行模式下,基于一种电压信息编码的方法对系统中不同换流器进行扁平化管理与协调控制,以满足直流系统快速响应控制的需求。最后,通过建立不同换流器下系统小信号模型对关键参数进行整定,以保证多换流器在特定工作点下小扰动稳定。基于PSCAD/EMTDC建立系统仿真模型对所提出的策略进行了验证。

风电多端柔性直流并网系统交流送出线故障短路电流解析

随着海上风电的发展和区域风电装机容量的增大,规模化新能源电源通过多端柔性直流(MMC-MTDC)并网成为风电并网的一种趋势。然而,考虑MMC-MTDC和永磁风机构成的多换流器系统协调故障穿越及其故障特征解析尚未得到有效解决,亟待针对性研究。文中首先对传统风电MMC-MTDC并网系统故障穿越策略进行优化,给出了可行的穿越策略。进而结合多个换流器各自故障的解析,利用换流器与永磁风机换流器之间功率传输平衡原则,提出了能够全面反映风电MMC-MTDC并网系统交流故障特征的稳态短路电流解析表达式,解决了多换流器级联故障特征难以解析的问题。最后,基于实际工程参数在PSCAD/EMTDC仿真平台进行建模,仿真结果验证了所提故障穿越控制的有效性和稳态短路电流计算式的正确性。