电网短路故障时交流励磁风力发电机不脱网运行的励磁控制策略

提出一种电网短路故障时保持交流励磁风力发电机不脱网运行的新型励磁控制策略。分析了电网短路故障时交流励磁发电机的暂态物理过程和转子过电流的原因。改进控制方案从限制电网故障时定子工频过电流的角度出发,有效限制了由定子电流工频分量引起的转子电流交流分量,同时利用发电机定子电阻对定子磁链暂态直流分量进行灭磁,实现了故障时避免转子出现过电流的目的。建立了2MW商用交流励磁风力发电系统仿真模型,在电网对称故障和非对称故障条件下,对"crowbar protection"方案和该文所提方案进行了仿真对比研究。仿真结果验证了该文所提改进方案的有效性,实现了电网故障期间发电机转子励磁变频器的安全运行,提高了交流励磁风力发电系统在电网故障时的不间断运行能力。

电网短路故障下新能源并网变换器的暂态同步机制及其自适应稳定控制策略

新能源并网变换器在电网短路故障期间与电网之间的交互作用显著增强,增加了暂态失稳风险。该文首先建立可再生能源并网换流器(renewable energy grid-connected converter,REGC)在低电压穿越(low-voltageride-through,LVRT)期间的简化等效转子摇摆方程,刻画并分析其同步特征属性。然后,借鉴传统同步发电机的同步稳定理论,推导等效整步转矩系数、等效等面积准则以及阻尼比3个同步特征指数,物理性地揭示不平衡虚拟转矩驱动REGC等效功角运动,甚至引发暂态失步的内在机理,并同时量化衡量REGC的暂态同步稳定性及其在低电压穿越期间的准静态小干扰同步稳定性。最后,提出一种基于自动虚拟变阻器的改进锁相环(phase-lockedloop,PLL)架构,使REGC能够自适应地抵消/补偿线路电阻的压降效应,不仅具备自主平衡能力,而且同时显著增强REGC的暂态同步稳定性及其准静态小干扰同步稳定性。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。

一种基于概率预估的配电网线路短路及接地故障定位系统

主要针对配电网异常情况下及时准确定位故障点的检修效率问题,提出并研制了配电网短路及接地故障定位故障定位系统。利用互感器、GSM无线传输、概率预估故障定位方法,建立了融合基础数据管理、警示信号显示的管理平台,实现对系统工作的监控。整个系统由现场端和系统服务器端构成。文中介绍了系统构成原理、结构、软件功能和应用效果。运行结果表明,采用贝叶斯概率公式分析故障信息能有效减小由于现场终端损坏、误报等对故障定位的影响,计算简单,实时性好。可便于管理人员和检修人员在进行操作、检修作业时对现场故障状态的掌控。

弱电网对称短路故障期间DFIG风电系统动态稳定性分析

文章建立了弱电网短路故障期间,考虑锁相环和电网传输线路的双馈风力发电系统小信号状态空间模型。基于小信号状态空间模型,研究了双馈风电系统在低电压穿越过程中的动态特性,从机理上阐明弱电网对称短路故障期间系统的振荡失稳原因,并对故障期间的双馈风力发电系统进行了全面模态分析,确定了系统最弱阻尼的振荡模态。通过特征根轨迹,综合评估了电压跌落程度、锁相环带宽、转子电流环带宽对双馈风力发电系统小信号稳定性的影响。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了理论分析的正确性。

电网短路时交流励磁风电机组网侧变换器控制策略

电网短路故障时交流励磁用双脉宽调制(PWM)变换器应提供足够的励磁电压实现交流励磁发电机的不间断运行,要求双PWM变换器直流链电压在故障时波动较小。分析并提出一种电网短路故障时交流励磁风电机组电网侧变换器的控制策略,该方案在电压跌落时仅利用电流内环控制电网侧变换器,并于电压正常时采用带前馈的双闭环电压控制策略控制电网侧变换器。通过仿真验证了所提出的方案在电网短路故障发生和切除时稳定控制直流链电压的有效性,为故障过程发电机不脱网励磁控制奠定了基础,同时该方案也能有效保护直流侧电容及提高系统的稳定性。

基于零损耗深度限流装置的电网短路电流建模与仿真研究

现代电力系统中,由于系统容量增大、区域大电网互联、线路负荷骤增,使系统短路电流己经远远超过了目前断路器的开断能力,短路电流的超标治理问题已经成为电网公司亟待解决的难题。基于上述存在问题,文中首先分析了基于零耗损深度限流原理的深度限流装置原理及工作逻辑;其次对其产品进行介绍;最后基于实际某地330 kV线路进行仿真与计算。结果表明:采用零损耗深度限流装置在系统承受时间范围内对电网短路故障电流进行深度限制,使电网短路故障暂时隔离且短路电流大幅削减。

脉动风速和电网故障作用下双馈风电机组传动系统动态响应特性

为研究大容量双馈风电机组在脉动风速、齿轮时变啮合特性和电网扰动等多因素耦合作用下传动系统的动态响应特性,在Matlab/Simulink平台上,采用集中质量法建立了机组传动系统弯扭耦合动力学模型,并结合双馈风电机组运行及控制模型,形成机组传动系统的机电耦合模型,分析了机组在多种脉动风速及其与电网对地短路故障同时作用条件下传动系统的动态响应特性。计算结果表明:机组传动系统对低频振动频率具有欠阻尼特性,当脉动风速的脉动频率接近传动系统的一阶固有频率时会与传动系统产生共振;通过对比有无齿轮时变啮合激励,可以甄别传动系统与齿轮啮合激励的共振点;电网三相对地短路故障引起的传动系统振动最为剧烈,其最大振动峰峰值随风速的增加非线性增大,随风速湍流强度的增加线性增大。

高压交流快速真空开关技术及应用

电力系统迅速发展对电网短路故障的切除和隔离时间提出更高的要求。开关是执行短路故障切除和隔离的核心设备,受现有技术限制,提升传统机械式开关额定短路开断电流至63kA以上,同时降低额定分闸时间至10ms以下,已成为世界性难题。