高渗透率下低压台区暂态稳定性控制系统

针对小水电周边低压台区受低频振荡影响,导致配电台区电压不稳定问题,提出了高渗透率下低压台区暂态稳定性控制系统设计方法。改变磁场绕组平均电压,引入阶跃因子判断母线暂态电压失稳情况,构建暂态电压安全裕度指标;考虑零阻尼系统,计算暂态振荡动能和暂态振荡势能;设置无功功率分配因子,计算无功裕度期望程度和标准差,获取暂态无功裕度数值,调节裕量匮乏无功补偿装置,保证高渗透率下低压台区暂态稳定。由实验结果可知,该方法对于轻负载可控制在0.040 p.u.电压不变,对于重负载可控制在[0.036,0.044]p.u.范围内。

基于MMC的四端口柔性多状态开关虚拟同步裕度控制

柔性多状态开关(Flexible Multi-State Switch,FMSS)是一种取代传统点断式开关应用于现代配电网的新型电力电子设备,能够优化现代配电网分布式电源的消纳和调控。相比于传统背靠背型柔性多状态开关,四端口柔性多状态开关可实现不同电压等级和不同区域网的柔性互联及潮流互济。以模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)为基础的四端口FMSS装置为研究对象,针对常规控制策略影响系统频率稳定性,无法对弱交流电网提供频率支撑等问题,引入虚拟同步控制(Virtual Synchronization Control,VSC)策略。该方法使柔性多状态开关具备惯性响应特性和调频能力,在此基础上提出直流电压裕度控制,形成整体的虚拟同步裕度控制,确保直流母线电压发生故障或扰动下FMSS的可靠运行。最后,通过Matlab/Simulink搭建四端FMSS模型,利用仿真验证所提控制策略的可行性。

结冰飞机的包线保护与控制裕度研究

飞机结冰具有不确定性和随机性,会破坏飞机的动力学特性,威胁飞行安全.针对这一问题,对结冰飞机的安全边界保护和控制裕度计算展开探究.首先,应用可达集方法,将结冰的作用看作不确定性对抗输入,分析结冰对飞机安全包线边界的影响;然后,基于已知的结冰飞机飞行安全包线,提出两种包线边界保护方法,第1种是改进的最优控制边界保护方法,通过引入新型的最优控制保护动作的切换策略消除传统最优控制保护方法的控制量抖振现象,第2种是保留驾驶员操作权限的安全边界保护方法,通过计算安全边界上的可用控制指引驾驶员完成正确的操作,使得飞机飞行状态不超出安全包线;最后,通过实时计算飞机当前状态点的控制裕度对飞机超出包线进行提前预防,指引驾驶员完成安全程度较高的操作,并提出一种新型的控制裕度迭代计算策略,能够有效降低控制裕度计算的保守性.

V94.3A型燃机燃烧稳定裕度控制系统的实现和应用

V94.3A型燃机配备环型燃烧室,采用非闭环的燃烧控制方式,在燃料组分、热值和大气温湿度变化时,燃烧状态容易恶化,触发加速度保护动作,多次引起机组跳机事件发生,造成巨大经济损失。为解决燃烧稳定性的问题,上海某电厂安装燃烧稳定裕度控制(A-SMC)系统,实现燃烧的闭环控制,优化燃机的燃烧控制策略。实践证明,A-SMC系统通过燃烧频谱的全频段分析和实时闭环调节,可大幅提升该型燃机的燃烧适应性和稳定性,有效提高机组运行的安全可靠性和经济性。

适用于多端柔性直流输电系统的快速电压裕度控制策略

为解决传统电压裕度控制器中定有功功率控制模式与定直流电压控制模式切换过慢导致的直流电压控制缓慢问题,提出了一种快速电压裕度控制策略。通过设置与直流电压偏差相关的权衡系数来调节裕度控制器的控制模式,其控制模式的切换环节在PI控制器之前,因此在系统直流电压偏差较大时,这种方法加快了控制器的响应速度和调节速度,更加适合于对直流电压要求较高的多端柔性直流输电系统。最后在MATLAB/SIMULINK下搭建了基于模块化多电平换流器的3端柔性直流输电系统进行仿真验证,结果表明:相比于传统的电压裕度控制,该控制策略能够更快速有效地稳定系统的直流电压。

混合直流输电系统电压裕度控制策略研究

高压直流输电系统采用混合拓扑模块化多电平换流阀(modular multilevel converter,MMC)和电网换相变流器(line commutate converter,LCC)换流站相互协调控制,可实现直流和交流故障的穿越,但在受端交流系统严重故障工况下,易出现系统过压,以及依赖站间通信协调双端换流站切换的控制方式在长距离输电系统中延时较大等问题,为此提出柔性直流换流站的电压裕度控制方法。首先基于中国南方电网有限责任公司乌东德混合直流输电工程,利用PSCAD仿真软件搭建混合多端直流输电系统模型;继而研究受端系统交流故障特性和穿越方法,设计定直流电压外环和定子模块电容电压平均值外环的平滑切换方法;最后对受端换流站交流三相接地故障和直流线路故障进行仿真,证明所提控制方法能够有效抑制暂态过程中受端换流站子模块电容电压的升高,实现交流故障的穿越。

灵活裕度控制策略的功率–电压特性曲线分析

随着多端柔性直流输电系统中换流站数量的不断增多,为了分配多个换流站的直流电压控制权,提出了一种新型的灵活裕度控制策略。其通过采集直流电压差值实时计算权衡系数,确定直流电压控制与有功功率控制所占比例;该控制策略能够实现有功功率裕度控制模式和直流电压裕度控制模式,分析了2种模式下的功率电压特性曲线;最后在MATLAB/SIMULINK中搭建了4端柔性直流输电系统进行仿真。结果表明,该控制策略的2种控制模式实现了直流电压控制权的多级交接,能够较快地控制直流母线电压,适用于较复杂的多端柔性直流输电系统。

含新能源直流电网的状态反馈控制

为适应直流电网智能、高效、经济地运行,实现网络中不同分布式电源、客户端的协同运行,基于六端树状直流电网物理仿真平台需求提出了一种适用于含新能源并网的电网系统级控制策略。将该六端电网视为一个多输入多输出的系统,利用键图方法提取出网架的状态空间方程,分析该系统的动态特性后确定闭环极点配置的优化目标,并提出用线性系统综合的方法设计了状态反馈控制器。最后,在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了该模型,并与传统主从裕度控制方法做了仿真对比。结果显示所提状态反馈控制器对新能源带来的电压波动具有明显抑制效果。

基于最大调制比的LCC-MMC混合直流交流侧故障控制策略

对现有常规直流工程进行逆变站柔性化改造,是解决多馈入直流输电系统潜在级联换相失败问题的一个有效方案,改造后的混合直流系统整流站沿用电网换相换流器,逆变站新建模块化多电平换流器。首先对电网换相换流器和模块化多电平换流器(LCC-MMC)混合直流系统的拓扑结构、基本控制方法以及整流站交流侧故障时功率骤降问题进行了阐述。然后,针对上述问题,提出了基于最大调制比的交流侧故障控制策略,在整流站交流侧故障时,该策略能够通过调节逆变站模块化多电平换流器的调制比,维持直流电流的恒定,降低混合直流系统传输有功功率的跌落幅度,从而减小传输功率骤降对逆变站交流系统的冲击。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了混合直流输电系统的仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。

基于MMC的多端柔性直流输电系统控制策略研究

多端柔性直流输电系统比传统两端系统供电更加可靠,其控制系统相对也更加复杂。为弥补现有直流电压裕度控制及直流电压下垂控制的缺陷,设计了一种混合控制策略,该策略同时运用多端系统站间与站内混合控制方案进行配置,在站内电压裕度阶段引入倾斜特性,抑制了暂态过程中直流电压的过冲击;且避免了系统发生扰动时多个换流站功率同时变化。最后在PSCAD/EMTDC中构建了五端MMC-MTDC仿真模型,对3种控制方式下系统暂稳态特性进行仿真,仿真结果表明,所设计的混合控制系统具有良好的暂稳态特性,进一步增加了多端系统协调控制的灵活性和有效性。

基于组合方式的多端柔性直流输电系统控制策略

分析基于电压源型换流器的多端直流输电系统(voltage sourced converter multi-terminal DC,VSC-MTDC)现有控制策略(电压裕度控制与电压倾斜控制)的特点与不足,提出一种新的基于自律分散思想的控制方法。该方法结合了上述二种控制方法的优点,并相互弥补了各自的缺点。正常运行时,主导站定直流电压控制,辅助站定功率控制。一旦主导站因故障丢失,辅助站能够快速并稳定地切换到定电压控制。由于倾斜特性的引入,各换流站的传输功率始终随直流电压的变化而变化,且保持固定的比例关系。因此直流电压不会因电压裕度的选取而产生不同程度的过调量。此后辅助站将作为多端系统的平衡节点,吸收/发出其余端子的功率差额,使系统重新找到新的运行点(预先设定的最优运行点)。在整个暂态过程中,其余端子能够始终不受扰动的影响而保持正常运行,使扰动对直流系统的影响最小化。文中基于PSCAD/EMTDC分别设计这3种控制器,并对其暂稳态特性进行仿真分析与详细比对。仿真结果表明:组合控制改善了系统的暂态特性,并能够保证系统在扰动前后都始终运行在最优点。

适用于多端柔性直流输电系统的通用控制策略

随着柔性直流输电技术的不断发展与成熟,多个换流站并联组成的多端柔性直流输电系统成为必然趋势,而换流站数量的不断增多,对多端控制策略提出了更大的挑战。在此背景下,文中提出了一种适应于多端柔性直流输电系统的通用控制策略,其通过权衡系数实现了定直流电压控制与定有功功率控制的灵活切换,通过合理选择权衡系数的计算函数可模拟传统的多端控制策略,并能设计出新型的多端控制策略。最后,在MATLAB/Simulink下搭建了五端柔性直流输电系统进行多个仿真,验证了通用控制策略的正确性与可行性。

柔性直流输电受端交流侧故障下的控制策略

为了柔性直流输电受端交流侧故障下的电网电压尽快恢复,在详细分析了传统电压裕度控制的切换过程后提出了一种改进的电压裕度控制策略,通过在跌落瞬间的积分清零及给定值调整,缩短了切换的动态过程,减小了直流电压的冲击。同时设计了故障期间的有功和无功协调控制,根据电网跌落深度发出相应的无功电流,剩余的电流容量用于维持故障前的有功水平。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了柔性直流输电系统的仿真模型,验证了本文所设计控制策略的有效性。

适用于多端柔性直流输电系统的优化下垂控制策略

电压下垂控制策略适用于换流站数目较多以及功率波动频繁的多端柔性直流输电系统,针对下垂系数计算繁琐、个别换流站功率越限及下垂系数对控制性能影响等问题,提出了优化下垂控制策略。该策略以优化下垂系数为基础,结合电压裕度控制,给出有功功率—电压特性曲线,实现了功率的合理分配。在MATLAB/Simulink下搭建的四端柔性直流输电系统仿真表明,该控制策略可以避免下垂系数设置不当造成的控制问题,能够合理分配各换流站有功功率,快速稳定直流母线电压。

特高压多端混合直流输电系统稳态控制策略

与传统的两端直流输电相比,多端混合直流输电系统可实现多电源供电、多落点受电,且总体损耗和造价相对较低,是一种更为灵活的输电方式。本文介绍了特高压多端混合直流输电系统基本特点,设计了该系统所能具有的控制模式及运行方式,详细设计了送受端的控制策略,实现了多端的协调。考虑柔性直流高低阀组串联的特点,设计了阀组的均衡控制。通过搭建PSCAD/EMTDC仿真模型,对系统的平稳启动、停运和稳态运行等工况进行了仿真,验证了所提策略的有效性。

直流配电网电压协调控制方式研究

随着分布式能源的应用和电力电子技术的发展,直流配电网受到广泛关注,其电压协调运行控制是研究的关键技术之一。针对直流配电网内部DG或负荷功率的不确定性,提出一种直流配电网电压协调运行控制模式,在模式中,电压源换流站中主站作为系统"平衡节点",采用带裕度的电压控制模式,从站采用电压功率下垂控制模式,并且主从换流站之间协调运行,维持系统电压稳定和功率平衡。最后通过对直流配电网的仿真分析,验证了协调控制模式的有效性。

1000MW超超临界机组热应力控制

热应力控制是汽轮机控制的关键难点,主要介绍1000MW西门子汽轮机热应力计算,以及热应力准则X、汽轮机热应力裕度的计算和控制、一些重要温度的计算,最后将提出一些热应力控制的注意事项。

宣钢高炉鼓风机防喘振性能控制

通过对高炉鼓风机防喘振性能介绍,阐述了机组防喘振控制理论,并根据生产实际总结了机组安全高效的运行控制方法。

并联型MMC-MTDC系统直流故障特性分析及保护策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)多用于基于高压直流输电(high voltage direct current transmission,HVDC)的多端输电系统。针对该系统中直流电缆或架空线路的意外短路或断路故障,影响输电线路和换流站安全的问题,提出一种基于三端电压裕度控制下的旁路晶闸管和直流侧IGBT断路器(IGBT-Circuit Breaker)的混合保护方案。分析了子模块闭锁前直流电流超调的数学模型及故障机理,根据直流短路电流的峰值及上升时间动态特性,选取了MMC的参数。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对控制方法及保护策略的效果进行验证,结果表明剩余系统主站切换及时,能够持续隔离发生永久故障的线路,使得其余线路继续运行,实现了系统直流故障时及时保护,提高了系统稳定性。

柔性直流配电网的N-1安全域

为完整刻画柔性直流配电网在满足N-1安全准则前提下的最大允许运行范围,提出了柔性直流配电网的N-1安全域模型与解析化求解方法。首先讨论了柔性直流配电网的典型接线模式与N-1事件前后的稳态特性;在此基础上建立了柔性直流配电网的N-1安全域模型,分析了其与交流配电网安全域模型的区别及其能适用于柔性直流配电网的原因;然后通过Dist Flow支路潮流线性化并配合下垂节点的处理,实现了模型的解析化求解;最后通过算例验证了模型与求解方法的有效性。结果表明:所提模型与求解方法可用于获得柔性直流配电网在主从控制、电压裕度控制、下垂控制下的安全域解析表达式;不同控制策略下安全域大小的规律是电压裕度控制下小于主从控制下,下垂控制下小于等于主从控制下。