感应电动机对称电压跌落临界清除时间解析算法

针对电压跌落易触发电动机的保护动作而引发感应电动机停机的问题,提出了一种快速计算感应电动机对称电压跌落临界清除时间的解析算法。该算法基于感应电动机电磁转矩-滑差曲线与机械转矩-滑差曲线之间稳定与不稳定平衡交点的概念和感应电动机稳态等效电路,将电动机的一阶运动微分公式转化为时间关于滑差的解析方程。此外,还提出一种判定对称电压跌落是否为绝对安全电压跌落的算法。电磁暂态仿真实验验证了所提方法的有效性。所提解析算法有助于实现感应电动机的智能保护,减少非必要停机的概率。

不对称电压跌落下双馈风电机组无功极限分析

文章分析了定子侧最大电流对DFIG在不对称电压跌落下无功极限的限制。根据3种限制因素,以及4种不同控制目标下,转子正负序dq轴电流与给定定子有功、无功的关系,得到无功极限曲线。根据无功极限曲线设计功率限幅器,并在DFIG机组上进行仿真,结果表明,该限幅器可以有效地减小crowbar投入次数,提高系统低电压穿越能力。

不对称电压跌落下考虑场景区分的逆变型分布式电源控制策略研究

逆变型分布式电源(Inverter-Interfaced Distributed Generation,IIDG)在电网电压跌落时可能存在电流越限、切机等风险,进而影响其自身和系统的安全稳定运行。对此,提出一种考虑不同运行场景的IIDG控制策略。首先,以相电压幅值为约束条件,构建了基于正序分量的电压支撑方程,实现了正序电压的最大化支撑。其次,为保证逆变器在安全的前提下充分利用自身容量,提出一种考虑电压跌落程度和IIDG有功出力大小的场景区分方法。然后,根据不同场景下的电流注入模式和控制目标推导参考电流,使IIDG兼具电压支撑、电流限幅能力。同时,通过输出有功功率和负序无功功率,提升了系统稳定性,降低了电压不平衡度。最后,基于Matlab/Simulink搭建了含IIDG的仿真模型,算例结果验证了所提策略的有效性。

不对称电压跌落下虚拟同步机改进低电压穿越控制策略

虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator,VSG)是提高以新能源为主体的新型电力系统稳定性的有效途径。应用于逆变型新能源(Inverter-InterfacedRenewableGeneration,IIRG)并网的虚拟同步机在不对称电压跌落情况下可能丧失VSG特性,并因低压穿越能力不足或电压电流越限而导致切机,危害电力系统安全稳定运行。对此,提出了一种新型VSG控制策略。该方法在不对称电压跌落情况下,既能持续提供系统惯性和阻尼,又能提供主动电压支撑,有效提高VSG低压穿越能力,并保证扰动下的系统稳定性。首先,分析了传统VSG在不平衡电压跌落情况下的响应特性。然后,提出了一种基于平衡电流的改进VSG控制结构,将传统VSG单电流环控制改为双电流环控制,维持VSG在电压跌落条件下的惯性阻尼特性,并实现对正负序分量的精准控制。接着,基于改进的双电流环控制拓扑,在逆变器安全运行条件下,对正负序参考电流整定方法进行优化,以实现VSG主动电压支撑和电流限幅。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证了所提控制策略在多种系统运行条件下的响应特性及有效性。

不对称电压跌落下分布式新能源多目标主动控制策略研究

在电网电压不平衡跌落下,分布式新能源面临多控制目标缺乏协调、控制策略复杂等问题,严重情况下导致切机,影响电网稳定运行。对此,充分考虑电压跌落场景,提出了一种不对称电压跌落下新能源多目标主动控制策略。首先,充分考虑电网阻抗对于电压的影响,建立了不对称电压跌落下的逆变器正负序电压支撑方程,实现了对相电压的灵活控制。其次,提出了不对称电压跌落下多个新能源控制目标,并建立了基于正负序有功和无功电流的控制目标方程。在此基础上,深入分析多控制目标相互制约机理,并根据电压跌落程度优化控制目标,构建不同场景下的目标函数与约束条件。最后,利用Fmincon优化算法,实现并网逆变器在不对称电压跌落下的多目标优化控制。利用Matlab/Simulink仿真平台,验证了该方法在不同电压跌落场景下的有效性。

电网电压不对称跌落时DFIG的控制策略研究

相比于对称故障,不对称故障时双馈风力发电机(Doubly Fed Induction Generators,DFIG)的电磁暂态过程更为复杂,对DFIG造成的危害也越大。从电网电压不对称跌落时DFIG的电磁暂态过程入手,分析了DFIG各电磁量产生二倍频波动和过电流的直接原因。在此基础上,提出了一种电网电压不对称跌落时转子侧变换器(Rotor Side Converter,RSC)的转子电压补偿控制策略,通过控制RSC交流侧的输出电压,对转子暂态电动势和负序电动势进行补偿。该控制策略可在电网轻度不对称故障时有效消除转子电流二倍频波动;在电网严重不对称故障时最大限度地减小转子电流冲击,增强DFIG的低电压穿越能力。此外,根据转子侧变换器的电压容量,对补偿控制策略的完全补偿范围进行了分析。仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题,在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统;同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上,采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进,从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。

三相电压对称跌落双馈风电机组转子电压特性分析

针对电网故障产生的三相电压对称跌落,通过对电压跌落期间双馈风电机组(Doubly fed induction generator,DFIG)磁链和转子电压动态过程的详细论述,揭示了转子侧变换器在电压跌落期间不能提供足够的控制电压是造成转子侧过流的根本原因。以一台商用风电机组为例,得出电网电压不同程度跌落时,转子电压最大幅值-转差率特性,并计算出转子侧变换器所能输出的最大理论幅值。最后提出增强双馈风电系统在电压跌落期间运行能力的控制对策和保护措施。

三相电压对称跌落时无刷双馈发电系统研究

针对无刷双馈发电机(BDFG)在三相电压对称跌落时的控制问题,提出了一种解决方案。首先,根据发电机特点建立了简化降阶模型,分析常规控制策略下控制绕组电压与反电动势之间的不平衡关系,进而提出了一种改进的控制策略。在改进的控制策略中,将电网电压暂降视为一种扰动,并将电压指令值的变化趋势作为扰动补偿项添加到控制绕组指令值中,从而抵消了惯性环节的影响,使系统平稳运行。并通过实验验证了改进控制策略的可行性与有效性。

电网电压对称跌落时双馈型风力发电机组动态特性分析

随着风力发电大规模接入内蒙古电网,风电机组的动态特性对电力系统的影响日益严重。基于双馈型风电机组定子磁链,定、转子电流等变量的响应特性方程,深入分析了当发生电网电压对称跌落故障时双馈型风电机组电磁响应特性,并绘制出在电网电压跌落、恢复时刻定子磁链的时域微分方程和运动轨迹,分析结论为:影响双馈型风电机组动态特性变化的主要因素有电压跌落深度、跌落前发电机运行转速以及发电机参数特性等;电压跌落程度越深、跌落前发电机转速越高,其暂态响应越剧烈;发电机结构参数决定指数衰减因子,进而决定了电磁变量动态影响时间。

基于EMTP-RV电网电压对称跌落对双馈风电机组影响分析

为了研究电网三相电压对称跌落对双馈风电机组运行特性影响,从磁链守恒定律出发,定性分析了电网电压对称跌落时双馈风电机组定、转子输出的有功功率和无功功率、电磁转矩、机械转矩、转速以及直流电容电压等电磁分量的变化情况。并采用了定子电压定向矢量控制技术,在EMTP鄄RV中搭建了双馈风力发电机组的并网模型,仿真分析了电网电压发生40%～1s对称跌落条件下双馈风电机组的各个电磁量的变化情况,结果验证了理论推导的准确性。

电压非对称跌落时双重控制在DFIG中的应用及仿真

在双馈风力发电机的控制技术中,通常采用经典矢量控制,但这种控制策略在电网电压非对称跌落时,由于定子磁链不能突变,定子侧将产生暂态直流磁链,同时非对称跌落还包含负序磁链,在转子侧感应出较高的电动势,该感应电动势可能超过转子侧变换器的最大电压,使变换器饱和以致电流失控[1]。为解决这一问题,介绍了双重控制,可在电网电压非对称跌落时,优化转子电流、定子电流和电磁转矩的波动。在Matlab/Simulink平台搭建了双馈风力发电机仿真模型,从转子电流、定子电流和电磁转矩三方面对两种控制策略进行对比分析,仿真结果验证了双重控制的有效性。

用有限元方法分析双馈发电机机端电压跌落故障

随着双馈发电机在风电场装机容量的不断提升,电网电压骤降下的电磁暂态过程研究具有重要意义。本文用电磁场有限元方法研究三相对称电压跌落为零时双馈发电机的运行行为,通过比较故障前后发电机内部磁场的变化规律,分析故障后发电机参数与定转子磁链的变化特征,进而说明故障后发电机电磁冲击产生的根本原因,为双馈发电机电磁设计及低电压穿越的研究提供一定的依据。

基于对称分量法的dq变换电压检测法

针对传统电压跌落检测算法存在不能快速识别不对称电压跌落故障类型及故障相的问题,提出了一种基于对称分量法的dq变换电压检测法。首先利用对称分量法对电压进行分解,将不对称电压分解为各自对称的正序、负序及零序分量,再对分解后的各分量进行同步旋转坐标系dq变换,得到各种故障情况下电压正序、负序和零序的幅值和相位信息,最后对变换后的结果进行重组分析。以发生频率较高的短路故障引起的电压跌落为例,对短路故障电压进行变换与重组,根据重组结果不仅可以识别故障类型,而且可以定位具体故障相。与传统dq电压变换法的仿真比较验证了该方法的准确性与优越性。

基于模型解析双馈感应发电机低电压穿越仿真

针对电网电压不对称跌落双馈感应发电机转子侧变流器过电流问题,根据正反旋转同步坐标系下双馈感应发电机数学模型与暂态参数解析,推导出转子正负序同等电压变化下正序电流变化量远大于负序,且双馈感应发电机发出的定子无功功率与转子正序无功电流成正相关结论,提出了一种兼顾转子电流与电网无功支持的不对称低电压穿越控制策略。穿越期间模型自动动态求解,合理分配转子电压,转子故障电流控制在在安全范围。策略可行性通过MATLAB/Simulink仿真验证,电压跌落80%时,控制转子电流同时向电网提供最大无功支持,帮助电网电网电压恢复,所提出的控制策略可在一定程度提升双馈感应发电机的低电压穿越能力。

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法

风力发电机组通过背靠背变流器与电网相连接,电压发生不对称故障时直流侧电压将发生大幅波动,而要消除这方面的影响,关键在于对网侧电流的控制。针对电网电压不对称故障下风电机组的表现,文章提出了一种适用于该情况下的网侧变流器的控制策略,以实现风电机组的低电压穿越。对发生不对称故障时网侧变流器的状态进行分析,得出其控制指令,使用Matlab/Simulink建立仿真模型,给出A相电压发生50%跌落下的仿真结果,验证了该控制策略的可行性。

并网光伏系统低电压穿越的控制策略研究

随着社会经济不断发展,人们日常生活发生了翻天覆地的变化。光伏发电作为目前解决能源危机的重要措施,其自身具有无噪音、无污染等优势,受到行业人员的高度重视,但由于经常需要连接大容量光伏电站,很容易给电能质量、电网电压等方面带来各种问题,尤其是在电网出现故障时,光伏电站会出现脱离现象,导致电网故障再度恶化,给电网实际运行带来极其严重的后果。基于此,本文通过阐述光伏电池原理,分析光伏并网发电系统的常用方法,通过合理采用电导增量法来构建健全的光伏电池仿真模型,并从不同方面对模型特征和电网电压下降对光伏并网发电系统造成的影响进行合理分析,给光伏发电实现可持续发展打下坚实基础。

基于比例谐振控制的电网模拟系统设计

为验证分布式发电并网相关技术,大多利用并网变流器对接可控变流器模拟电网相关状态。基于变流器形式下模拟电网故障的发生装置,针对传统的逆变侧变流器电压开环和闭环控制的问题,提出了将比例谐振控制器作为电压闭环的前馈环节的理论应用于发生电压不对称跌落的矢量控制系统中。仿真试验表明,所提控制策略可以很好地实现模拟不对称跌落故障,电流有较好的跟随性,系统动态响应速度快,对负载扰动有较强的抑制能力,稳态的控制精度较高,谐波含量较少。

光伏发电并网系统建模与仿真

建立光伏阵列和光伏并网变流器的数学模型,对光伏并网变流器在同步旋转坐标系下基于电网电压定向矢量控制的电压外环、电流内环的双闭环控制策略进行了详细的分析与阐述。研究光伏发电并网系统在三相电网电压对称跌落下的低电压穿越控制策略,并实现与电网正常运行模式的快速平滑切换。借助Matlab/Simulink搭建了光伏发电并网系统仿真模型,仿真结果证明了本文所建立的三相光伏发电并网系统的模型和控制策略的正确性。

不对称故障下双馈式风电机组转子励磁控制的极限分析

对于双馈式风电机组而言,当采用转子励磁这一类控制方法进行低压穿越(low voltage ride-through,LVRT)时,根据具体控制方法的不同,其LVRT能力不同。但是由于转子电压幅值的限制,使得转子励磁控制方法存在一个极限。为了分析不对称电压跌落故障下转子励磁控制方法的极限,该文以最小化转子电流为目标,基于最优控制理论设计了一种转子励磁最优控制方法。基于该方法可以得到不对称故障下转子励磁控制方法的极限,进而衡量转子励磁控制下系统对于不对称故障的穿越能力。最后以典型的1.5MW双馈式风电机组为例,分析了3种不对称故障下转子励磁控制的故障穿越能力。由分析结果可得:在相同的电压跌落深度下,相间短路故障最难穿越,两相接地故障次之,单相接地故障最容易穿越。