基于电压不对称故障修正的电网稳定控制仿真

因电网动态电流和电压的变化难以控制,且电压不对称问题修正过程干扰因素过多,提出一种电网稳定控制方法。根据动力守恒定律建立电网功率输出模型,分别计算在有、无功率输出时电网运行相关量的正、负序量值,将其作为电网稳定控制阈值。考虑到电网故障分为电压变化、电流变化以及运行功率变化三个阶段,采用无功注入方式补偿出现故障时既定电压的差值会出现空缺问题,设置逆变输出器,控制故障电流的跌落值,完成电网稳定的控制。经仿真证明,当电网出现电压不对称故障时,电网的360个测试点经过研究方法控制后电压、电流均回到了稳定阶段,整体波形变化相对平稳没有出现过高或过低的幅值,电网实现高效稳定运行。说明所提方法对电压、电流的稳定控制效果好,鲁棒性较强,实用价值更高。

电网电压不对称故障条件下DFIG风电机组控制策略

提出了一种可应用于双馈异步发电机(DFIG)转子侧变换器的新型电流控制器,即双dq-PI转子电流调节器。在电网电压不对称故障条件下,该电流调节器可对DFIG的转子电流正、负序分量同时进行控制。推导了电网电压不对称故障条件下DFIG的数学模型,根据风力发电机在电网电压不对称故障条件下的运行规程,提出了4种控制目标,同时基于正序定子电压定向简化并得到了转子电流调节器的正、负序电流参考给定量。在一台额定功率为10kW的DFIG实验机组上,对所提出的转子电流控制器进行了实验验证,结果表明基于该控制器的控制方案可大大改善DFIG系统在电网电压不对称故障条件下的运行性能,提高系统的故障穿越能力。

电网电压不对称对D-STATCOM的影响分析及抑制

分析了电网电压不对称对配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)电压输出性能的影响,指出电网电压不对称将导致D-STATCOM直流侧电容电压出现2倍频波动,使得交流输出电压出现负序和三次谐波,严重影响D-STATCOM输出性能,并且由此产生的负序和3次谐波电流将造成装置过流。针对此问题,提出一种改进开关函数调制法,抑制了3次谐波电流,改善了D-STATCOM的电压输出性能。提出一种负序电压前馈控制的不对称控制策略,抑制了D-STATCOM因负序电压分量造成的过流,保障了装置的安全可靠运行。仿真实验结果表明,本文提出的方法是行之有效的。

三相电压不对称时谐波与基波有功、无功电流的精确检测方法研究

当三相电压不对称时ip-iq 检测法会产生误差 ,本文对ip-iq 检测法在三相电压不对称时存在的误差进行了分析。之后提出了一种改进的ip-iq 检测法 ,在该检测法中用基于低通滤波的A相正序电压提取单元代替原ip-iq 检测法中的锁相环 ,以提取A相正序电压。仿真与试验证明在三相电压畸变且不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波与基波有功。

电网中三相电压不对称谐波及负序电流检测方法的研究

大功率电力电子器件的应用，使得电网电流或电压波形产生畸变，进而使系统的电能质量下降。准确检测这些电流分量，正确评价用户电能质量的好坏，已经是非常迫切的问题。为此，本文提出了一种在三相电压不对称情况下，实时检测电网谐波、负序电流分量以及基波无功电流分量的方法，并对该检测方法进行了理论分析。实验和仿真证明了所提方法的正确性。

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。

电网电压不对称故障时双馈风电机组多目标优化控制

文章首先对电网不对称故障对双馈风电机组造成的影响进行分析,采用转子侧和网侧变换器的比例积分谐振控制器(PIR)来简化传统低压穿越控制结构;通过引入两个可调参数,从而对前馈量进行调节来得到不对称故障期间双馈电机的多目标优化控制策略;在仔细研究模型的基础上,通过对电网电压不对称故障时双馈风电机组的多目标优化控制的PSCAD模型进行仿真试验,仿真结果表明,该方案对于电网电压不对称故障时的LVRT有一定的可行性。

电网电压不对称时双馈电机鲁棒控制器设计方法

介绍了一种基于H∞鲁棒控制理论的双馈电机(DFIG)电流控制器设计方法,可用于提高双馈风力发电机在电网电压不对称条件下的运行性能。首先从减小电流畸变或者抑制功率二倍工频脉动的角度出发,根据正负序分解理论得到了转子负序电流补偿控制策略;然后给出了双馈电机H∞电流控制器的设计过程,并详细分析了控制器性能的限制条件与相应权函数的选择方法。通过μ分析发现,与通常使用的PIR控制相比,本文所提H∞控制器具有受系统参数和运行状态变化影响小、鲁棒稳定性高的优点,并且能够更加有效地抑制定子固有振荡模态,减弱不对称电压跌落时的过渡过程。最后通过仿真验证了本文所提方法的有效性。

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。

电源电压不对称时异步电动机瞬态过程的仿真

利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK建立异步电动机的仿真模型。通过实例对三相异步电动机在电源电压对称和不对称两种情况下的瞬态过程进行仿真,并对结果进行分析。

电压不对称条件下并联电压源型SMES的触发方式

电压不对称条件下超导磁储能 (SMES)的触发控制一直是个值得关注的问题。对称触发的SMES会向系统注入负序电流及以二倍频波动的功率。目前关于电压源型变换器不对称触发控制都是以消除负序注入电流为控制目标。文中在详细阐述不对称触发的研究背景的基础上 ,提出了可以消除有功功率二倍频波动的不对称触发。仿真计算结果表明 ,采用不对称触发后 ,SMES向系统注入的有功功率的平均值接近于系统的有功功率需求 ,二倍频分量幅值也明显降低。

电网电压不对称时直驱型永磁风电机组控制策略

在电网电压不对称时,直驱型永磁同步风电机组采用对称控制方法将造成直流侧电压的波动。根据风电机组变流器输出瞬时功率与直流电容电压波动之间的关系,提出一种保持网侧变流器输出功率恒定的控制策略。讨论了风电机组并网对系统不平衡度的影响,以及网侧变流器控制系统的实现。仿真结果表明,电网电压不对称时该控制策略能够保证直流电容电压保持恒定,三相输出电流为正弦波形。

交流电压不对称下柔性直流配网换流站功率传输极限研究

为了维持直流配网中直流电压的稳定,需要换流器在交流电压不对称时消除传输功率的二倍频波动。分析了交流电压不对称下换流器的不平衡控制策略。由于换流器过流能力限制,换流站的传输功率极限受不对称电压影响,推导了交流侧传输功率极限解析式。针对直流侧功率极限解析式难以求得的问题,提出了直流侧功率极限的数值计算方法。最后通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对交流电网不对称下换流器传输功率极限进行了验证。功率极限值的给定,为合理分配多端直流配电网各端的功率,维持直流电压稳定提供了参考。

电网电压不对称工况下模块化多电平变换器控制策略

基于模块化多电平变换器（modularmultilevelconverter，MMC）各部分之间的功率关系，提出一种适用于电网电压不对称工况的MMC综合控制策略，包括直流母线电压控制、桥臂电容电压控制和交流侧电流控制。其中，桥臂电容电压采用层次化方法控制，在电网电压不对称时，通过调整直流母线功率在MMC三相桥臂间的分配，实现交流侧电流对称。内环采用桥臂电流直接反馈控制，可实现交流侧电流、直流母线电流和环流的三重控制，在电网电压不对称时无需交流侧三序电流控制器以及三序环流控制器。提出通过在桥臂电流参考值中添加零序电流抑制器，消除由桥臂不对称损耗引入直流母线的基频零序电流。搭建了10kVA三相MMC实验样机，实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

三相电压不对称时带有电压源换流器的HVDC系统的控制策略

在三相电压不对称的情况下,电压源换流器(VoltageSourceConverter,VSC)的传输功率会发生波动,从而影响高压直流系统的稳定运行。作者根据瞬时功率理论推导出了消除VSC传输功率波动需要满足的正、负序输出电压间的关系式。并通过坐标变换简化了VSC的功率传输方程,还采用不对称触发策略设计了VSC的传输功率控制系统。仿真结果表明,所设计的三相电压不对称条件下的控制系统具有良好的控制品质,有效地消除了有功功率的波动,并实现了有功、无功功率的独立调节。

电压不对称条件下电压源换流器式高压直流输电的自适应无源控制

由于电压源换流器(voltage source converter,VSC)易受电压负序分量的影响,需要研究系统电压不对称情况下电压源换流器式高压直流输电(VSC-HVDC)的稳定运行问题,保证VSC-HVDC的运行性能。将三相VSC状态空间模型,做正序、负序dq同步旋转坐标下的分解,将包含正、负序分量的VSC模型等效成一个具有耗散性质的无源系统,并根据VSC-HVDC的4种不同控制方式,确定相应的正负序dq坐标下的电流参考值。在此基础上,通过能量整形的方法设计无源控制器,追踪参考电流,实现独立调节瞬时有功、无功功率,消除有功功率波动。同时为提高系统的鲁棒性,减小参数不确定对控制效果的影响,提出了一种自适应的无源控制方法。仿真结果表明了该控制策略具有良好的暂态控制性能。

电网电压不对称时MMC-HVDC精确环流抑制控制

基于模块化多电平换流器(MMC)柔性直流输电被认为是最具竞争力的高压直流输电方式。基于PR控制器的MMC环流抑制策略已经得到广泛应用并能有效降低桥臂各环流分量,但在电网电压不对称时,桥臂环流中零序电流分量将进入直流侧引起直流电压/电流2倍频波动,现有控制策略不能很好地对其进行抑制。并且现有环流控制模型不能完全揭示MMC内部固有特性,这也阻碍了对MMC的进一步的理解和应用。针对以上两个问题,提出精确的环流控制模型,指出MMC内部环流电气量之间的相互关系。在此基础上,设计了新的环流抑制策略,在Matlab中搭建了±100 k V/300 MW MMC-HVDC仿真模型。仿真结果表明所提控制策略能同时降低桥臂环流和直流电压纹波,提高了MMC-HVDC故障穿越能力。

电网电压不对称时基于预测电流的双馈风电系统优化控制

电网电压不对称下双馈感应发电机(doubly fedinduction generator DFIG)转子侧变流器(rotor side converter,RSC)和网侧变流器(grid-side converter,GSC)的有效控制对风电场并网运行有着重要意义。提出了基于预测电流的DFIG系统优化控制策略:针对DFIG,构建了电网电压不对称下预测电流控制模型;对GSC,在常规预测电流模型上进行改进;分析了RSC和GSC优化控制目标。在实时数字仿真(real time digital simulator,RTDS)平台上搭建了一台2MW DFIG风电系统完整仿真模型,验证了上述控制策略的正确性和有效性。

电网电压不对称故障下并网变流器的优化控制

由于负载的不对称、输电线路的老化、电网电压的不对称故障等原因,并网变流器的接入端常出现电网电压不对称的现象。若电网电压不对称故障下不采取一定控制策略,并网变流器的直流侧端电压、交流侧电流和有功无功功率将出现二倍频振荡。这将严重影响到并网变流器的稳定运行。因此研究不对称电网电压下并网变流器的控制十分有必要。本文以并网变流器为研究对象,对其在不对称电网电压下的运行特性进行理论分析与仿真验证。首先建立了并网变流器在不对称电网电压下的数学模型,理论分析了电容电流谐振闭环对直流侧电压二倍频脉动抑制、无功功率谐振闭环对网侧无功功率二倍频脉动抑制的合理性,并通过仿真验证了本文所提出控制策略的有效性。通过对直流侧电压和网侧无功功率二倍频振荡的抑制,提高了并网变流器在不对称电网电压下安全稳定运行能力。

电网电压不对称故障下DVR在风电场中的应用

针对180 MW的风电场在电网电压不对称故障下,对整个风电场群组各电气量造成的影响,提出了将三、单相动态电压恢复器(DVR)串联在风电场35 k V等级上的解决方案。对电网电压不对称时DFIG数学模型的暂态特性进行了理论分析,并且利用DVR对风电场35 k V出口电压进行补偿,可使风电场群组的定子电压、转子电流和直流侧电压恢复至正常状态。采用正弦幅值积分器(SAI)作为电网电压的检测电路为DVR提供触发信号。在MATLAB/Simulink中建立了风电场和DVR仿真模型,仿真结果表明,在电网电压不对称故障时,投入DVR可以有效提升风电场不脱网运行能力。