变压器短路试验供电装置网侧电流平衡控制仿真

为避免变压器电感系数出现过度辐射的情况,从而实现对短路供应电流的平衡性控制,提出变压器短路试验供电装置网侧的电流平衡控制方法。根据直流电压取值结果,计算短路电容的实际计算结果,再以此为基础,确定电抗变压系数值的真实性,完成变压器短路试验的主电路参数设计。引入极性HCT调制原理,实施对主供电设备的接线处理,联合已知的平衡系数矢量求解结果,实现变压器短路试验供电装置网侧电流平衡控制方法的顺利应用。仿真实验结果表明,在新型控制方法的作用下,变压器电感系数的辐射行为始终处于可控范围之内,能够促使短路供应电流处于绝对平衡的存在状态。

一种变压器短路试验供电装置网侧电流平衡控制研究

当利用电网进行变压器短路试验时,较大的短路电流会对电网产生冲击,影响同一电网中其他负荷的安全运行。为此,设计了一种三相四线制变压器短路试验供电装置,通过位于直流母线上的储能装置,额外形成一条能量供给通道,以减轻短路电流对电网的冲击。然而利用该供电装置对单相变压器进行短路试验时,若不加以有效控制,系统输出侧的不平衡电流将导致网侧电流同样出现不平衡现象,从而造成网侧中点电位发生偏移,不仅影响装置控制精度和效果,还会使其三相输出电压不对称,严重时会造成被测变压器的损坏。为此,提出了一种基于基波功率平衡的输入电流补偿算法,用于计算输入电流基准,实现不平衡变压器短路试验条件下的网侧三相电流平衡运行,并通过实验验证了该算法的可行性和有效性。

基于动态电压补偿的VSG电流平衡及峰值电流控制

虚拟同步发电机(VSG)能够实现新能源机组友好并网。然而,传统的VSG技术主要适用于电网电压平衡工况,这使得VSG在电压不平衡情况下面临输出电流不平衡及过流等问题,为此提出一种基于动态电压补偿的VSG平衡电流控制架构及方法。通过负序电流抑制和峰值电流抑制策略,分别生成对应的补偿电压,使得VSG在电压不平衡时仍能输出平衡电流,且可抑制电网电压跌落瞬间的暂态冲击,以及确保稳态运行时的电流不超过安全阈值。同时,所提控制方法并未改变VSG等效为电压源的属性,保留了VSG的电压支撑能力。不同工况下的仿真测试结果验证了所提出控制方法的正确性和有效性。

不平衡电网电压下VSG平衡电流控制策略

在不平衡电网电压条件下,虚拟同步发电机(VSG)控制面临并网电流不平衡和过流等问题,为此提出一种基于负序电压补偿和峰值电流抑制的VSG平衡电流控制策略。以负序电流为控制变量,通过准比例谐振(QPR)控制器产生负序电压,抑制不平衡电流中的负序分量,达到平衡电流的控制目标。针对电网电压跌落瞬间峰值电流过流问题,通过计算并网电流值与设定值的偏差,并经进一步运算得到动态电压给定,以抑制过大的峰值电流,保证最大峰值电流不超过安全阈值。实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

计及内电势变化影响的VSG不对称短路暂态电流解析计算

虚拟同步发电机(VSG)控制策略的复杂性使其呈现丰富的暂态特征,明确VSG故障特性对构网型保护适应性分析与新原理研究意义重大。现有关于VSG故障特性的研究主要围绕对称短路和内电势恒定展开,并未涉及不对称短路场景且未计及内电势变化对短路电流解析计算的影响。针对上述问题,提出一种计及内电势变化影响的VSG不对称短路暂态电流解析计算方法。首先,基于不对称短路时平衡电流和故障限流控制策略,分析不同无功功率参考值影响下VSG内电势的变化特征;其次,基于虚拟阻抗环建立短路电流和内电势之间的方程,明晰内电势变化对短路电流暂态特性的影响;然后,在分析无功功率-电压环动态特性的基础上,建立短路电流和内电势之间的微分方程,通过联立上述方程即可得到内电势和短路电流的解析表达式;最后,通过数字仿真和实时仿真验证了所推导的解析计算式的正确性。

新能源并网逆变器自同步电压源控制方法

针对并网模式下的主动支撑和电流控制等问题,提出一种新能源并网逆变器的自同步电压源控制方法。首先,基于系统有功和无功功率,采用具有自同步特性的频率和电压主动支撑控制方法。其次,采用基于PIR调节器的平衡电流控制,一方面调节新能源并网逆变器自同步电压源的内电势与电网电压之间的阻抗特性,另一方面提升电网不平衡和扰动条件下的电流控制能力。此外,提出了直流侧电压防崩溃控制策略,能够有效应用于光伏自同步电压源系统中,提高了光伏电池输出电压的稳定性。仿真与实验结果表明,所提方法兼顾了电网自同步特性和电流的控制能力,优化了三相不平衡和扰动下的电流质量,提高了新能源并网逆变器的整体性能。

电网不对称时考虑相电流限制的PWM整流器协调控制策略

当电网不对称时,PWM整流器最大运行功率会受到功率器件容量的限制而降低。该文基于瞬时功率理论分析了PWM整流器在电网不对称时的数学模型。介绍了电网不对称时两种整流器的控制策略:平衡的正序电流控制(balanced positive sequence current control,BPSC)和瞬时有功功率控制(instantaneous active power control,IAPC)。采用BPSC策略能够扩展PWM整流器最大运行功率,但有功功率波动较大,而IAPC策略能够抑制有功功率波动,但运行功率较小。在此基础上文中提出了一种平衡正序电流和瞬时有功功率的协调控制策略(hybrid balanced positive sequence and instantaneous active power control,HBPSIAPC),从而实现PWM整流器功率扩展和有功功率波动最小。通过采用标幺值,简化了理论推导和分析过程。最后,在实验室搭建了PWM整流器的实验平台,验证了所提出控制策略的可行性。

基于快速正负序分解法的双馈风力发电机不平衡控制策略

针对传统双dq转子电流不平衡控制策略相序分解延时较大的问题,本文将快速正负序分解法应用到该控制策略中,与四分之一延迟分解法相比,该方法分解速度更快,可以大幅降低不平衡控制策略中相序分解延时,从而提高控制系统的性能。为了验证该方法的有效性,利用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果验证了该方法的可行性。

多机驱动带式输送机功率平衡的研究与分析

对于多机驱动的带式输送机,为防止因电动机严重偏载而导致设备损坏,必须关注多机间的功率平衡问题。文章介绍了液体黏性传动装置的结构与工作原理及其液压伺服控制系统原理,给出了一种利用液体黏性传动装置实现带式输送机功率平衡调节的电流控制法原理,即通过改变液体黏性传动装置所配用的液压伺服控制系统中各个电液比例阀中电流的大小,使液体黏性传动装置中的控制油压改变以调节各电动机的负荷大小,从而改变电动机的电流,以使多台电动机功率趋于一致或相差在允许的范围内。实际应用表明,基于电流控制法对带式输送机进行功率平衡调节不仅能满足输送带的启动及功率平衡要求,还便于安装维护,经济适用。

大功率电弧炉智能控制系统

针对电弧炉冶炼生产过程多变量耦合、时变非线性、大时延和强干扰等特点,采用了温度控制外环和电流平衡控制内环的双环路结构,并实现了电弧炉温度和电流平衡的智能集成控制。该控制系统有效地保证了电弧炉三相电流的平衡和生产工艺对温度的需求,提高了冶炼生产的自动化程度并保证了冶炼生产工艺的稳定性,获得很好的经济效益。

电压跌落下虚拟同步发电机故障穿越控制

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)传统平衡电流控制在电压发生跌落时无法实现穿越问题,提出一种满足VSG平衡电流控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through, LVRT)控制策略。分析了VSG传统平衡电流控制基本原理以及在电压跌落时无法实现穿越的原因。在此基础上,提出一种限功率给定的控制方案。按照传统LVRT电流指令计算出功率给定值,在维持VSG机械惯性属性不变的前提下,通过减小无功环惯性系数和维持有功功率差额以改善系统对称故障时无功输出速率和有功调节时间,引入相位调节控制消除了故障解除瞬间系统功率失稳问题。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。

适用于新能源并网系统的距离保护方法

为进一步提升距离保护在新能源并网系统中的性能,提出一种综合考虑并网换流器控制策略和传输线分布电容效应的距离保护方法。当系统发生不对称故障时,结合换流器的控制特性、系统的序阻抗特征和过渡电阻的纯阻性特征,消除故障回路方程中过渡电阻和对端系统参数等3个未知量,进而实现R-L模型中对故障距离的求解。随后基于R-L模型中的计算结果设置整定点,并利用Bergeron模型中的计算公式推导整定点处的真实电气量。最后联列整定点至故障点的故障回路方程求解故障距离,以减弱分布电容效应对距离保护的影响。仿真结果验证了该方法受换流器故障特征和过渡电阻影响小,在长线中仍具有较好的性能。

多端直流输电系统中的直流功率调制技术

与常规的双端直流输电系统相比,基于直流功率调制技术的多端直流输电系统能更灵活地向所连接的交流系统提供快速的紧急功率支持,改善交流系统的稳定性。文章对其中一端为弱交流系统的4端直流输电系统运用PSCAD/EMTDC仿真软件研究了多端直流输电系统的功率调制技术,提出了该系统的仿真模型及其复合控制策略。仿真结果表明,所连接交流系统的强度、各换流站的控制策略和直流系统电流平衡原则的选取会极大地影响直流功率调制的性能,多端直流输电系统比常规的双端直流输电系统能更灵活地运用直流功率调制技术,进而有效地提高所连接交流系统的稳定性。

高压直流输电工程非常规接地极运行方案

为解决高压直流输电工程常规接地极未能建成时直流双极投产问题,提出站内深井接地极和站外简易接地极的非常规接地极运行方案,并对接地极电气性能、人身安全、接地极发热、变压器直流偏磁和转移电位开展研究。主要结论如下:站内深井接地极方案具备技术可行性,但需采取隔离措施避免站内接地网感应较高的直流电位危及设备和人身安全;站外简易接地极方案在单极大地运行方式下跨步电压和接地极温升难以满足要求,应采取不平衡电流控制措施以保障接地极附近的设备和人身安全。

Control of Grid Side Converter under Unbalance Voltage Conditions for Variable Speed Wind Turbine

This paper proposes the control of a grid side converter under unbalance voltage conditions for wind turbine system. The control technique is designed to operate under unbalance voltage by independent control between positive and negative components. The converter will regulate the DC link voltage at the specific value （650 V）. To verify an operation of the proposed control, the simulation is conducted by MATLAB/SIMULINK program. The experiments are conducted on a 5 kW system composed of wind turbine simulator, machine side converter and the propose grid side converter for operation under unbalance voltage. By comparing the simulation experimentation results, it can be shown that the proposed control can be continuously operating through an extremely sag voltage without damage. Moreover the proposed control can deliver power to the grid and regulate DC link voltage under unbalance voltage.