改善多馈入直流系统电压无功特性的直流控制策略

为了改善多馈入直流系统受端交流系统的电压无功综合特性,在直流系统逆变侧引入了定交流电压控制;然后,使用新型指标——电压稳定耦合因子来衡量直流输电子系统换流母线间的影响,并指导该控制方式在多馈入系统中的设置方案;同时,提出了一种平滑切换逻辑控制器,以实现直流系统在定交流电压控制和其他控制策略之间的平滑切换。针对三馈入直流输电系统的电磁暂态仿真结果说明,当受端交流系统发生严重故障时,该控制策略相比常规的定熄弧角控制,能够有效改善弱交流系统电压稳定性及直流系统间的不利相互作用。

VSC-HVDC的控制方式对交直流混联系统小干扰稳定性的影响

首先阐述了VSC-HVDC的控制原理和双闭环控制器的基本构成,然后利用模块化建模方法,并结合状态空间法,给出了含VSC-HVDC的复杂交直流混联系统小干扰建模的一般方法,且不需要解析地推导全系统小干扰模型A,B,c,D矩阵中的每个元素,大大简化了含VSC-HVDC的交直流混联系统的小干扰建模。接着利用所建模型,在相同运行条件下,重点分析了定无功功率和定交流电压2种不同控制方式对全系统小干扰稳定性的影响,结果表明采用定无功功率控制比采用定交流电压控制直流系统具有更好的阻尼系统振荡的性能,但这2种控制方式对发电机相关模态的影响不大,最后用时域仿真验证所得结论。

柔性直流输电系统的黑启动控制能力研究

柔性直流输电系统中的可关断器件具有自关断能力,能够对开通、关断时刻进行控制,可以与无源系统连接进行换流。本文针对VSC在无源逆变方式下不需要外加换相电压的快速恢复控制能力,研究了柔性直流输电系统的黑启动控制能力。设计了黑启动过程中VSC-HVDC送端换流站控制策略采用定直流电压/定无功功率控制,受端换流站控制策略采用定交流电压/定频率控制,研究了电源并网时控制策略协调优化对黑启动的作用。以Kunder四机两区域系统为例,对整个黑启动过程在PSCAD/EMDTC中进行了仿真,研究表明本文采用的控制策略具有良好的电压、频率特性,完成了黑启动的实现。

MMC柔性直流换流站无功级联控制策略

模块化多电平换流器(MMC)可独立解耦调节有功、无功功率,使得柔性直流换流站具有在交流系统电压跌落工况下提供无功支撑的潜能。提出了MMC柔性直流换流站无功级联的控制策略,即将定交流电压控制和定无功控制级联,其中定交流电压控制包括桥臂电流辅助控制环节,并在故障清除后瞬间进行积分环节清零重置控制。以中国张北±500 kV四端柔性直流电网工程为例进行了仿真验证,结果表明相对于传统的定无功或定交流电压控制方式,柔性直流换流站无功级联控制方式可以兼顾电网稳态无功调节和暂态无功支撑等需求,快速平稳地输出无功功率,能在保证MMC设备安全的前提下提供暂态无功支撑,并缓解故障清除瞬间可能发生的暂态交流过电压。

VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电的控制策略研究

VSC-HVDC具有良好的动静态性能,若采用合理控制策略则可调控有功与无功的输出,进而改善电能质量。然而现有控制策略在由VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电时可能导致输出电压不对称,进而造成控制效果不理想。建立了VSC的内环d/q解耦控制器,整流侧定直流电压控制器和逆变侧定交流电压控制器。对于整流侧控制器,在电压外环,对PI参数增加模糊自整定;在电流内环,将PI控制改为两相静止坐标系下的PR控制,减少了超调和谐波输出量。对于逆变侧控制器,由于输出的三相电压产生畸变;利用PR控制可以无静差跟踪正弦信号,将逆变侧控制改造为“外环定电压PR控制—内环电流d/q解耦控制”,解决了三相交流电压的不平衡问题。仿真结果表明,该控制策略可提高整流侧超调时间和反应时间,并有效解决了逆变侧输出电压不对称的问题。

井下柔性直流输电系统换流站设计

针对煤矿井下供电负荷、供电距离、供电系统有功损耗均较大,且负载侧存在电压偏低和闪变等问题的现状,将基于模块化多电平换流站的柔性直流输电(MMC-HVDC)系统应用到井下供电系统,重点介绍了该系统中换流站(MMC)的拓扑结构、数学模型、参数及控制器设计等。井下MMC-HVDC系统包含整流站和逆变站2个MMC,整流站采用快速电流内环控制和定直流电压、定无功功率外环控制的双闭环控制结构,逆变站采用定交流电压控制;MMC均采用载波移相脉宽调制和基于能量均分控制、电压平衡控制的均压策略。在PSCAD/EMTDC软件中对井下MMC-HVDC系统进行仿真实验,结果表明:井下MMC-HVDC系统在稳态运行时具有良好的动态响应,实现了有功和无功功率独立控制,提高了直流输电效率;系统受到因井下负荷变化引起的扰动时可以较快的速度调节有功和无功功率,快速稳定直流输电电压,同时将逆变站输出电压幅值和相位稳定在额定值。