大容量STATCOM与弱受端直流VDCOL协调控制策略优化研究

由于弱交流系统电压对无功功率变化极为敏感,换流站内静止同步无功补偿器(static synchronous compensatory,STATCOM)与直流的控制若协调不当,故障后直流功率过快恢复会引起换流站的无功功率失衡、电压畸变、连续换相失败等严重问题,对直流稳定运行产生较大影响。分析了落点弱交流系统故障后直流的恢复问题,提出了一种STATCOM与直流系统的电压指令限制单元(voltage dependent current limiting,VDCOL)综合优化的方法,搭建了STATCOM与直流联合运行的RTDS仿真模型并开展仿真与现场实验验证。结果表明所提出的优化方法可限制故障后直流电流超调,减少无功功率消耗。同时直流恢复时间适当延长以及STATCOM的有效配合有利于交流电压恢复和减少后续换相失败风险,对提高弱受端交流系统中直流稳定运行的效果明显。

大容量STATCOM主电路结构的分析和比较

针对目前缺乏对大容量静止同步补偿器 (STATCOM)主电路结构的深入研究和比较这一现状 ,基于现有的典型大容量 STATCOM,总结了提高装置容量的若干主要措施 ,构建分析了多种适用于大容量 STATCOM的可行的主电路结构。在对各种结构方案进行细致深入的仿真和分析基础上 ,将它们在可靠性、性能、经济等多方面做了评估比较 ,对各种主电路结构的异同优劣进行了全面科学的阐述 ,提出了优选的原则和建议 ,可作为设计、研制大容量

基于链式逆变器的大容量STATCOM的直流电压平衡控制(英文)

结合50 MVA STATCOM的研制,建立了基于链式逆变器的STATCOM直流电容电压稳态数学模型,揭示了电容电压不平衡现象产生的机理,分析了控制直流电压平衡的手段,提出了一种基于直流母线能量交换的直流电压平衡控制方法。分析了基于交流电源母线能量交换的直流电容电压平衡控制方法的原理,提出了最大(或最小)电容电压跟踪的平衡控制方法,并在50 MVA STATCOM的PSCAD模型和±18 kvar STATCOM的实验模型上进行了仿真研究。仿真和实验结果验证了稳态模型以及所提出的控制方法的正确性和可行性。

大容量STATCOM接入新能源汇集地区电网的仿真分析

STATCOM是灵活柔性交流输电系统的重要组成部分,兼具感性和容性无功功率补偿功能。以内蒙古某新能源汇集地区电网为例,针对电网结构特点及存在的电压越限风险,仿真分析了在风电功率波动及电网N-1故障下,接入大容量STATCOM对该地区电网电压的影响情况。仿真结果表明,在新能源汇集站配置大容量STATCOM,可有效降低风电功率波动及电网故障造成的地区电网电压越限风险;在电网侧配置大容量STATCOM,可弥补因风电场侧动态无功补偿装置投运率不足造成的系统电压调节灵活性低等问题。

大容量STATCOM对于受端直流换流站运行与故障特性影响

±500kV永富直流工程富宁换流站安装了3套百兆乏级的STATCOM装置,以解决受端弱系统的动态无功不足问题。通过分析STATCOM在交流滤波器投入过程中的逆向控制及在交流瞬时故障恢复中的暂态支撑作用,对STATCOM的控制策略和响应特性进行详细阐述。通过整理STATCOM设计研究和现场试验过程中的数据,对STATCOM的特性进行验证,同时结合富宁换流站“01.10”人工交流短路试验引起的STATCOM跳闸事件,剖析STATCOM暂态闭锁和故障退出的原因。揭示了大容量STATCOM装置对受端直流换流站运行特性的影响。通过STATCOM的协调配合和暂态控制,降低直流换相失败和扰动的风险,同时提出了STATCOM的控制策略优化措施。通过对STATCOM在富宁换流站的响应特性研究,证明富宁换流站3套STATCOM对直流系统的稳定运行提供了支撑作用。

500kV某变电站大容量STATCOM无功补偿特性研究

湖南省500 kV某变电站在2017年上半年完成两台总容量为120 Mvar (正常运行容量为100 Mvar)的直流融冰型静止同步补偿器安装。其投运后将成为湖南电网首台静止同步补偿方式的大容量无功补偿设备。本文采用Matlab/Simulink对H桥级联型STATCOM进行建模,对其无功补偿特性、系统组成等方面进行分析,对其补偿效果进行了研究和验证。其对湘潭换流站的建设以及特高压入湘后的稳定性研究有重要意义。

某500kV变电站大容量STATCOM无功补偿特性分析

阐述了STATCOM技术特点,对湖南某500kV变电站加装STATCOM的原理和结构进行分析,并在此基础上搭建仿真计算模型,对其补偿效果进行了研究和验证。

高压大容量STATCOM主电路的工程选用分析

为了设计出具有高性价比的高压大容量STATCOM装置,从工程设计角度对现有的各种结构的STATCOM主电路进行分析,指出:随着各类工程现场对装置性能要求的不断提高和新的高压大容量功率开关管研制成功,部分STATCOM主电路结构受到限制,甚至遭到淘汰。目前应用和技术上较为先进成熟的两种结构是链式(Cascade)结构和MMC结构。两种结构的稳定性、性价比、损耗节能和技术成熟度等比较分析表明,对于高压大容量STATCOM,链式结构最为适用,应成为设计的首选。MMC结构作为一种先进的结构在模块化程度和器件利用率上具有优势,是未来发展的一个重要方向。

许继研制的大容量STATCOM换流链设备通过型式试验

近日，由许继集团研制的南网观音岩直流工程百兆乏级STATCOM换流链设备，顺利通过由国家电力电子质量检验中心、南网科研院见证的第三方型式试验，标志着许继高压大容量STATCOM设备各项技术指标可以满足工程和市场要求。

高海拔环境下大容量直流空气断路器灭弧性能研究

高原轨道交通和电工产业转型对起关键保护作用的大容量直流空气断路器(LC-DCCB)提出了更高要求,但现有产品在高海拔地区的开断仍存在一定问题。该文以轨道交通用LC-DCCB为研究对象,首先基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑湍流效应的影响,对其在高海拔环境下开断18 kA短路电流进行仿真;然后对电弧形态及灭弧室内温度场、电磁场、气流场进行分析,得出高海拔地区空气电弧开断困难的主要原因;最后根据仿真与理论分析,考虑采用合理数量和布局的间插式U型栅片改善电弧开断特性。结果表明:随着海拔的升高,电弧前期运动速度加快,但断路器的灭弧性能降低;在高海拔环境下电弧存在严重的弧根粘滞和弧根拖尾现象,弧根拖尾畸变空间电场,不利于熄弧;同时,在不同海拔环境下,电弧会产生不同程度的反向运动现象,易导致弧后重燃。该研究深入揭示了高海拔环境下LC-DCCB电弧演变过程及复杂开断现象背后的物理本质,可为该类产品研发提供理论指导。

35 kV高压直挂大容量电池储能系统

为推动35 kV高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)的实际应用,系统研究了35 kV高压直挂BESS的主电路参数设计、控制策略及相关控制参数的设计方法;并在MATLAB/Simulink中搭建了35 kV/10 MW/10 MWh系统的仿真模型,以验证所提设计方法及控制策略的正确性。研究结果表明:35 kV高压直挂BESS单机容量大,功率响应速度快,可对内部电池簇进行主动荷电状态均衡及故障冗余控制,系统效率和可靠性更高,能适应未来新能源大规模发展需求。

深水大容量吸力筒导管架风机基础设计

为适应海上风电事业逐步向深远海、大容量机组发展的趋势,研发适用于更复杂海洋环境条件的风机基础势在必行。吸力筒导管架式基础因其施工方便、承载能力高、地层适用性广泛等优点,在海上风电基础设计中备受关注。以某大容量海上风机为研究对象,基于常用海工设计软件对结构进行一体化的整体受力特性研究;采用ANSYS软件对过渡段及筒体进行局部强度的计算分析。计算结果表明吸力筒导管架基础满足各项控制指标,具备良好的承载能力与稳定性。研究成果可为后续的深水远海固定式基础设计提供参考。

模块化高压大容量DC/DC变换器综述

随着新能源发电占比增加和电网规模的不断扩大,直流输电系统的容量不断提升,含有不同电压等级的直流电网是未来发展的必然趋势。在此背景下,DC/DC变换器作为直流电网关键设备,在多电压等级互联场景中发挥着重要作用。文中首先对已有的模块化高压大容量DC/DC变换器进行归纳、分类和比较,然后阐述了目前模块化高压大容量DC/DC变换器的拓扑结构、工作原理与特点,并针对其特点提出了不同变换器的适用场景,最后对未来的研究方向提出了建议。

大容量压缩空气储能系统空气透平工艺结构及运行特性研究

针对大容量(300MW级)蓄热式压缩空气储能系统的空气透平工作组,定量评估了高温方案(315℃)和中温方案(175℃)对透平的工艺流程结构和关键技术参数的影响,探讨了全工况下配气运行方式对透平性能的影响。研究表明,高温方案下透平工作组的工艺结构简单,但储换热系统的初投资高;高温方案的气耗率低,电电转化率高;节流+补气调节方式的高效运行区间最大。

大容量压缩空气储能电站压缩机宽工况动态特性研究

为了掌握大容量压缩空气储能电站压缩机组的宽工况动态特性,使用多学科仿真平台MSP和模块化建模工具PowerBuilder搭建了全工艺流程的300MW级压缩空气储能系统,分析了压缩机组关键参数的变工况特性,这些关键参数包括流量、压比、出口温度和效率等;模拟了末级压缩机的变频调节特性,确定了定流量注气方式下压缩机的变频开度曲线;探讨了间冷条件变化对压缩机运行特性的影响。结果表明末级压缩机的关键参数变化最为显著;间冷条件的变化对压缩机组的运行特性影响较大,为大容量压缩空气储能系统压缩机组的变工况运行调节提供了数据支撑和科学依据。

大容量高效超超临界二次再热锅炉关键技术研究

依据大量的已投运高效超超临界二次再热机组实际运行经验,结合清洁、高效、灵活运行的先进煤电火电技术,本文从为了保证燃煤二次再热锅炉在宽负荷比下达到额定参数及提高机组经济性方面,具体从炉型选择、炉膛关键的特征参数选取、系统布置、高效低氮燃烧系统优化设计选型、热偏差精准控制和多种手段耦合汽温调节关键技术等方面,系统的阐述了先进的高效超超临界二次再热锅炉设计关键技术。

大容量光缆传输系统中的传输控制协议设计与优化

光缆传输系统作为一种传输信息的关键技术,具有宽带、低延迟和高可靠性等优点,但其传输控制协议的设计与优化仍然面临许多挑战。因此,本文研究和设计适用于大容量光缆传输系统的传输控制协议,并提出一种优化方案以提高其性能。首先,对大容量光缆传输系统的背景和发展进行了详细的分析。其次,本文提出了一种基于强化学习算法的传输控制协议设计方案。该方案利用流量拥塞控制算法来动态调整传输速率,以确保光缆传输系统的性能稳定和传输效率的最大化。通过仿真试验对所提出的传输控制协议方案进行了验证和评估。结果表明:该传输控制协议具有较好的稳定性和可靠性,并且在高负载情况下仍能保持良好的传输效率。

高压大容量储能功率转换系统的拓扑结构比较

高压大容量储能功率转换系统的主电路是储能电池进行充放电控制的基础,选择合理的功率转换系统主电路拓扑结构直接关系到高压大容量储能系统实际应用的可行性。分析变压器升压型变流器并联结构、H桥链式多电平变流器、全(半)桥模块化多电平变流器的单级式与双级式主电路拓扑结构,对比上述拓扑结构的材料成本、工作可靠性、材料功率损耗和输出电能质量。基于数学模型与仿真分析综合比较单位容量投资成本、工作可靠性、系统损耗和输出电能质量,结果显示H桥链式多电平变流器和半桥模块化多电平变流器更适合构建10 kV兆瓦级高压大容量储能功率转换系统。

含大规模新能源的电力系统STATCOM选址及容量优化

为了改善含大规模新能源电力系统电压稳定性,针对大电网系统提出了一种基于分区优化的静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)动态无功多目标选址定容方法。提出了一种基于电气距离和暂态电压特性的分区方法,能够有效地考虑电力系统拓扑结构、线路参数以及励磁系统参数和稳定器参数等对电力系统分区的影响;采用电压控制指标辨识STATCOM最优安装节点;构建了包含投资成本、静态电压稳定指标和暂态电压严重性指标的多目标动态无功规划模型;采用基于自适应协方差矩阵和混沌搜索的多目标群搜索优化算法和熵权理想度排序法对多目标无功规划模型进行求解和决策推理。对所提方法在某省级规划电网中进行了测试,仿真结果表明,优化后的STATCOM配置方案能够有效改善电力系统静态和暂态电压稳定性。

基于编码-解码网络的大容量鲁棒图像隐写方案

针对基于编码-解码网络的大容量隐写模型存在鲁棒性弱、无法抵抗噪声攻击和信道压缩的问题,提出一种基于编码-解码网络的大容量鲁棒图像隐写方案。首先,设计了基于密集连接卷积网络(DenseNet)的编码器、解码器和判别器,编码器将秘密信息和载体图像联合编码成隐写图像,解码器提取秘密信息,判别器用于区分载体图像和隐写图像。在编码器和解码器中间加入噪声层,采用Dropout、JPEG压缩、高斯模糊、高斯噪声和椒盐噪声模拟真实环境下的各类噪声攻击,编码器输出的隐写图像经过不同种类的噪声处理,再由解码器解码;通过训练模型,解码器能够对噪声处理后的隐写图像提取秘密信息,以抵抗噪声攻击。实验结果表明,所提方案在360×360像素的图像上隐写容量达到0.45~0.95 bpp,与次优的鲁棒隐写方案相比,相对嵌入容量提升了2.04倍;解码准确率可达0.72~0.97;与未添加噪声层的隐写方案相比,平均解码准确率提高了44个百分点。所提方案在保证高嵌入量、高编码图片质量的同时具有更强的抗噪声攻击能力。