中国—俄罗斯背靠背联网工程500kV交流出线具有自动重合闸的直流控制策略

为提高中俄直流联网黑河换流站跨国联网工程运行的可靠性,提出了修改故障期间直流控制策略的方案,以使工程原设计方案中未设置的自动重合闸功能恢复使用。采用EMTDC仿真软件建立模型进行典型工况计算,并对重合闸期间产生的交流母线过电压、交流母线避雷器和阀避雷器的耐受能力进行了校核比较。仿真结果表明,新的控制策略应限制故障期间功率水平在300MW(标幺值为0.4)以内。修改后的控制策略在黑河换流站实施后,通过兴福变至黑河变(兴黑线)故障后重合闸的实践检验,证明了策略的可行性和可靠性。所得出的直流控制策略对研究弱交流系统条件下换流站仅有1回交流出线时采用自动重合闸功能有重要指导意义。

抑制直流单极闭锁引起大规模风电机组脱网的直流控制策略

直流单极闭锁故障下交流系统暂态过电压会导致直流近区域新能源机组脱网。针对这一问题,详细分析了单极闭锁对暂态过电压的影响机理并进行验证,发现交流系统大量无功盈余是引起暂态过电压骤升的根本原因;然后基于对单极闭锁故障下健全极整流器功率特性的剖析,以稳态下整流侧换流母线处无功的平衡状态为目标,推导建立了健全极直流电流指令值表达式,提出抑制暂态过电压的直流控制策略。当暂态过电压无法被完全抑制时,为避免风机脱网,提出投入合理容量的调相机进一步抑制暂态过电压的协调抑制策略。最后,基于DIg SILENT仿真平台搭建改进的CIGRE双极标准测试模型与天中直流外送系统模型进行验证。结果表明,该策略能有效阻断暂态过电压的传递,避免风机大规模脱网。

基于最优潮流的多端柔性直流输电系统控制策略

在考虑风功率预测的多端柔性直流输电系统中,通过对交直流系统进行多目标潮流优化,将优化得到的各换流站有功功率和直流电压作为最优参考值,结合广义下垂控制对各换流站的控制系数进行调整,从而对多端柔性直流输电系统中各换流站的控制策略进行优化。同时,利用MATLAB对考虑风功率预测的多端柔性直流输电系统进行控制策略优化,对多种情况下的潮流结果进行分析比对,验证该控制策略优化方法的有效性。

基于可控关断电流源换流器的直流输电控制策略

近年来,特高压直流输电技术快速发展,为解决晶闸管换流阀易发生换相失败问题,国内已经建成了多条基于电压源型换流阀的混合直流输电系统,但IGBT电压源换流器仍存在过流能力差的固有缺陷。基于可控电流源换流器,分析比较了多个全控电力电子的工程适用性,提出了可用于常规高压直流输电工程的电流源换流器拓扑结构,研究基于非全周期逆向锁相环技术的关断脉冲触发策略,提出了基于可控关断电流源换流器的直流控制优化策略和故障穿越策略。最后基于半实物仿真平台RTDS搭建混合直流输电系统,验证了所提拓扑可行性和策略有效性。

负荷用直流变换器的虚拟直流发电机控制策略研究

直流配电在方便可再生能源接入的同时可以减少变流环节,提高用电效率,并且不会引起频率不稳定及无功功率不平衡等问题。直流变换器作为直流微网中的电能馈送的重要一环,其控制策略的优劣显得尤为突出。提出了一种负荷用直流变换器的虚拟直流发电机控制方法,该控制策略继承了旋转电机的惯性特性,当带载变化时,这种控制策略能够缓和恢复受扰动的负荷侧电压,且维持直流微网负荷端电压在其额定值。建立的DC/DC小信号模型证明了采用虚拟直流发电机控制的直流变换器在直流母线电压波动过程中的功率响应与其阻尼参数成反比,因此可根据母线电压变化趋势自动调节对母线功率的吸收,响应母线电压波动,支持母线电压恢复。仿真及实验结果验证了所提出控制策略的可行性和正确性。

基于直流侧电容电压弱控制策略的UPFC二阶段控制器设计

在分析常用直流侧电容电压控制方法的基础上,确定了直流侧电容电压强控制的概念,并相应地提出了直流侧电容电压弱控制策略。该策略能够利用UPFC直流侧电容吸收部分暂态能量,从而加速故障后线路上潮流稳定过程。基于直流侧电容电压弱控制的概念,结合线性最优控制方法,给出了相应的弱-强二阶段控制器设计实例及仿真结果。仿真实验表明,在系统发生三相对称短路故障时,该控制策略能够迅速地稳定被控线路的潮流和UPFC接入点的母线电压。该文提出的直流侧电容电压弱控制方式可与任一成熟的UPFC控制策略共同工作,以达到进一步改善控制效果的目的。

线控转向直流无刷电机的控制策略研究

建立了线控转向系统机械路感模拟和直流无刷电机的数学模型。针对线控转向系统需要直流无刷电机响应快、鲁棒性高的要求,采用双闭环控制策略,其中电流环采用PID控制,转角环采用滑膜变结构控制。通过matlab/simulink仿真和Labview硬件在环试验,验证了所设计的双闭环控制在鲁棒性和跟随性方面都要优于普通PID控制。

用于减少换相失败持续时间的直流附加控制策略

在高压直流输电工程中,当逆变站的交流母线连接到弱交流电网时,在运行过程中更容易发生换相失败故障,严重影响电网安全运行。改进高压直流输电控制,从而减少换相失败发生的可能性并提高系统故障恢复能力成为目前这类高压直流输电工程的迫切要求。本文提出了一种用于减少换相失败持续时间的直流附加控制策略,将直流电流变化量与熄弧角变化量的关系设计成PI控制器,通过增大故障期间直流电流的变化率,增大熄弧角,从而减少换相失败的持续时间,同时提高直流系统故障后的恢复速度。结合实际工程使用PSCAD进行了建模仿真,验证了所提控制策略的有效性。

多直流协调的新能源送端地区暂态过电压抑制策略

针对直流闭锁故障导致的高比例新能源多直流送端系统暂态过电压问题,文中首先分析多直流间的交互影响机理,引入多馈出电压交互作用因子,揭示了直流闭锁导致其他健全直流近区域交流系统暂态过电压的根本原因。其次基于直流闭锁故障下调相机不同时间尺度的无功特性与整流侧换流母线电压的定量关系,在改进直流系统整流侧控制的前提下,于整流侧母线处投入调相机并以调相机暂态无功特性对其容量进行配置,降低了调相机所需投入容量。然后整合了调相机与整流器的无功调节能力,据此提出多直流、多无功设备协调配合的暂态过电压抑制策略。最后在PSCAD仿真平台中搭建两直流送端系统模型,验证了所提协调策略对暂态过电压的抑制效果以及调相机容量的配置效果。

多种稳定问题矩阵式量化指标及交直流协调控制策略

大电网严重故障下可能出现功角、电压和频率等多种稳定问题。研究并量化了故障严重程度等相关因素对多种稳定问题交互演化的影响。提出了基于暂态动能改善和控制灵敏度的多稳定问题矩阵式量化评价指标与方法,充分计及单一稳定和综合稳定控制效果、控制负效应和超调控制等。基于该指标提出了多种稳定问题并存条件下交直流紧急控制策略,提升了紧急控制算法对于处理复杂稳定情况的适应性。基于实际电网的算例验证了所提紧急控制策略的有效性。

级联H桥整流器稳定运行区域和直流侧电压平衡策略的调节能力分析

对级联型整流器稳定运行区域(稳定域)的分析以及不同直流侧电压平衡控制策略的评估至关重要。针对多级级联H桥整流器稳定域却鲜有分析且没有一种适用范围较广的直流侧电压平衡控制策略评估方法,因此提出一种基于相量图的多级级联H桥整流器稳定域的通用分析方法,定义功率偏差系数来分析不同直流侧电压平衡控制策略的调节能力。建立级联H桥整流器直流侧电压数学模型,分析两级和多级级联H桥整流器的稳定域,给出以调制比调节法为例的功率偏差系数数学表达式。因此,对四级级联H桥整流器多种工况下调制比调节法所能达到的功率偏差系数范围进行求解,并对这些工况进行仿真和实验,验证了所提出的分析方法的有效性和准确性。

含高渗透率光伏发电的直流配电网协调控制研究

文章针对含高渗透率光伏发电的直流配电网的协调控制策略开展研究。首先,对直流配电网的架构及其三层协调控制体系进行了介绍;然后,针对基于传统模式切换的光伏发电对直流配电网直流母线电压支撑能力的不足,通过研究MPPT和直流电压控制内在的一致性,设计了光伏发电MPPT-直流电压控制统一运行控制策略及直流配电网的无模式切换协调控制策略;最后,在Matlab/Simulink中建立了含高渗透率光伏发电、储能和负荷的直流配电网数学模型,验证了上述控制策略的有效性。

基于现今值观测器的混合微网直流母线电压控制研究

文章针对混合微电网直流母线电压控制技术开展了研究。首先,建立了用于控制直流母线电压的双向DC/AC数学模型,并以稳定直流母线电压为目标,进行了带有电流前馈的控制系统设计。为了解决系统中直流母线负载电流测量难度较大的问题,基于现今观测器提出了一种负载电流的估计方法。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

天广直流输电系统极Ⅰ电压异常波动原因及其影响分析

针对近期天广直流输电系统极Ⅰ直流线路电压出现的异常波动现象,根据天广直流控制策略、暂态录波图、交直流功率测量值等对导致电压异常波动的原因进行了分析,介绍了检修处理结果,并结合实例讨论了电压异常波动对直流输电系统稳定运行可能造成的影响。