基于暂态补偿算法的低电压穿越控制策略研究

对电网电压发生跌落故障时双馈感应电机(DFIG)定、转子的电磁暂态过程进行了深入分析和讨论,并针对故障时转子端过电压主要由定子磁链暂态直流分量引起这一机理。基于电网电压故障期间暂态磁链的特征,采用了一种暂态磁链补偿算法,通过在转子侧适时准确地注入暂态补偿量,有效地提高了机组低电压穿越(LVRT)过程中的可控性。改善了双馈机组LVRT性能。11 kW模拟机组的实验验证了分析和设计。

双馈风力发电场对电网暂态无功补偿的研究

双馈风力发电机组可以根据电网需求调节风电场的无功功率,但是其控制属于调度管理层次,是分钟级或更长时间尺度下的无功控制技术。本文主要提出了一种用于双馈风力发电场的暂态无功补偿控制技术,针对电网故障时并网母线电压异常波动,运用所提出的控制策略,实现系统暂态意义下的无功调节并有效地抑制电网电压跌落。通过MATLAB/Simulink进行建模,对比说明电网故障时引入暂态无功补偿控制技术的效果,仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性。

汽油机不同暂态燃油补偿模型的比较

通过对三种暂态燃油补偿模型(TFC)的剖析,并在相同条件下对每个模型进行仿真,提出了基于模型的TFC和基于神经网络(NN)时,模型选取的方法和需要考虑的问题。

引入暂态电磁功率补偿的VSG控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)增加并网系统惯性的同时,也带来了电网扰动下的有功振荡问题,为此,提出引入暂态电磁功率补偿的VSG控制策略与系统模型降阶方法。建立了系统闭环有功小信号模型,采用根轨迹法分析了暂态电磁功率补偿对VSG功率稳定性的影响,并对比了暂态阻尼策略;进一步,通过去除小信号模型中对系统稳定性影响极小的项,降阶得到系统等效二阶模型,根据二阶模型给出了系统参数的定量设计准则。所提引入暂态电磁功率补偿策略在增加系统暂态等效阻尼的同时,不影响一次调频特性,也不会造成输出有功较大超调。仿真验证和理论分析结果一致,证明了系统控制策略和模型降价方法的有效性及正确性。

基于暂态电磁功率补偿的VSG并联系统有功振荡抑制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)提高惯量与阻尼的同时也带来了有功振荡问题,特别是在多台VSG并联运行的系统中。首先建立VSG并联系统有功控制环节的小信号模型,再通过根轨迹分析阻尼、惯量和阻抗参数对系统稳定性的影响。进一步,提出一种基于暂态电磁功率补偿的改进VSG控制策略,利用一阶滞后环节构造暂态电磁功率,从而增加系统暂态下的等效阻尼,实现微电网内VSG并联运行时的有功振荡抑制。该策略不会引起稳态偏差,还可以减小动态过程的调节时间和冲击功率。最后,通过MATLAB/Simulink仿真以及StarSim硬件在环半实物实验验证了所提策略的正确性和有效性。

非对称电网故障下的双馈风电机组低电压穿越暂态控制策略

传统基于Crowbar的低电压穿越(LVRT)解决方案不仅没有充分利用变流器对双馈感应发电机(DFIG)的控制灵活性,而且也难以较好地适应当今不断提升的并网要求。而当前非对称电网故障下的暂态补偿控制策略也缺乏相应的实验验证。鉴于此,文中对电网电压发生跌落故障时定、转子电磁暂态过程进行了深入分析和讨论,并针对非对称故障时转子端过电压主要由定子磁链直流分量和负序分量引起这一现象,研究了一种有效的LVRT控制策略。该策略通过在DFIG转子侧适时准确地分别注入与磁链直流分量和负序分量相对应的暂态补偿量,最大限度地减小暂态转子电压冲击,提高DFIG的暂态可控性,拓展可穿越的电压故障范围,进而改善双馈风电机组的LVRT性能。11kW模拟机组的实验验证了所述分析和设计。

快速投切电容电抗器暂态无功补偿的应用

随着直流输电工程在电力系统中的比重不断上升,交流受端电网发生故障时产生的电压跌落导致的换流阀换相失败甚至直流输电线路闭锁日益成为电网安全稳定运行的重大隐患。为进一步提高受端电网动态无功支撑能力,提高电网电压稳定性,需要在系统发生故障时进行暂态无功补偿。传统的加装STATCOM等装置的补偿方法存在设备投资大、补偿容量小的缺点。快速投切电容电抗器自动装置是一种新型的暂态无功补偿方案,这种方法可以利用站内既有电容器、电抗器,实现快速无功补偿响应,具有投资小、补充容量大的特点。

电网对称故障下双馈风力发电机的虚拟同步控制策略

将虚拟同步控制策略运用于双馈感应发电机(DFIG)变频器控制,可使DFIG为电网提供有惯量的频率与电压支撑。但现有虚拟同步控制策略主要关注DFIG对同步发电机机电动态特性的模拟,未考虑DFIG的电磁暂态过程。分析了基于虚拟同步控制的DFIG在电网对称故障下的电磁暂态特性,指出了现有虚拟同步控制策略存在的两大缺陷:无法完全模拟同步电机故障暂态下的电磁关系,且无法抑制转子过电流。提出了一种适用于电网对称故障的DFIG暂态电压补偿虚拟同步控制策略,即通过补偿转子控制电压的暂态分量来抵消或削弱转子暂态反电势对转子过电流的影响。通过仿真对比了现有虚拟同步控制策略与所提策略对DFIG的控制效果,证明了所提虚拟同步控制策略不仅具备更好的惯性支撑能力,同时可显著抑制DFIG转子过电流与电磁转矩暂态冲击,并对系统进行无功支撑,有效提高了DFIG不间断运行能力与电网故障恢复能力。