电网电压不平衡时电压源换流器型直流输电的负序电压补偿控制

电网电压不平衡或交流系统发生故障是电压源换流器型直流输电(VSC-HVDC)实际运行时不可避免的问题。针对这一问题,提出了一种基于负序电压实时补偿的控制策略。换流站控制系统采用该策略后,能够有效地抑制交流系统电压不对称引起的负序电流,实现限流控制,避免系统短路故障引起换流装置的过电流;同时为确保电网电压不平衡或交流系统故障时控制系统能正常运行,设计了正负序分量和同步相位检测环节。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所设计的控制系统具有良好的动稳态性能,且结构简单,具有一定的工程应用价值。

基于负序电压补偿的VSC-HVDC系统的不平衡控制

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制策略直接关系到系统的运行和安全性能,具有明显的工程应用价值。建立了交流系统不平衡故障时d-q同步旋转坐标系下系统换流器的正负序数学模型,设计了不平衡条件下的同步相位和正负序分量的实时检测系统。采用非线性系统反馈线性化理论,设计了系统的状态反馈线性化电流解耦控制器。在此基础上设计了负序电压补偿的不平衡控制系统,在有效抑制负序电流的同时,简化了控制系统结构。基于PSIM的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。

基于粒子群优化算法的孤岛微电网电压不平衡补偿协调控制

微电网系统孤岛运行条件下,其系统电压完全由网内众微电网逆变器协调运行提供支撑,微电网逆变器控制性能将决定网内供电电压质量的优劣。考虑到微电网中大量单相负荷的存在,系统负荷实则通常表征为不平衡,容易引起系统电压的不平衡。针对这一问题,以同时兼顾微电网逆变器端口电压及公共连接点(PCC)电压不平衡度控制为目标,从分析电压不平衡机理入手,提出一种基于粒子群优化算法的负序电压补偿算法。补偿算法以逆变器端口电压和PCC电压不平衡度作为约束条件建立目标函数,同时考虑逆变器间的环流问题,在实现逆变器端口及PCC电压不平衡控制的同时减小逆变器间的环流。最后,分别基于MATLAB及某电力电子实时仿真平台搭建了系统仿真模型和半实物实时仿真模型,仿真及实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

改进的配电网双馈风电场电压控制策略

结合双馈风电机组(doubly-fed induction generators,DFIG)的运行特点,提出了一种改进的适用于与配电网连接的双馈风电场的电压控制策略,其中既包括了传统的通过无功功率控制电网电压的方法,也包括电网负序电压的补偿控制策略。以双馈风电系统的功率关系为基础,给出双馈风电机组不同运行状态下的无功功率的计算方法,阐述双馈风电机组的无功功率控制方法及通过风电场无功功率控制电网电压的方法。针对电网电压不平衡的情况,给出通过双馈风电机组抑制电网负序电压影响的控制方法,分析了双馈机组的控制电网负序电压的限制条件和控制策略。由双馈风电机组构成的与配电网连接的风电场的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性,仿真结果表明这种电压控制方法可以有效地提高电网及风电场运行的稳定性。

零、负序方向元件的特殊问题研究

分析了交流电压回路在电压互感器(TV)回路两点接地﹑接地点不正确﹑接地点虚接,甚至于变电站接地网接地电阻过大等情况时,引起了零序电压相位的变化,进而引起零序方向保护误动的原因。分析了此种情况的负序方向元件的动作情况,并提出利用负序方向元件闭锁零序方向保护的方法来防止零序方向保护误动的解决措施,同时以一个现场故障实例说明了该方法的正确性。同时分析了当发生不对称接地故障,特别是经过高阻接地故障时由于零序﹑负序电压过小而引起零序方向元件﹑负序方向元件可能拒动的问题,并提出了利用对零、负序电压进行补偿的措施以提高零、负序方向元件的灵敏度。RTDS试验证明了该补偿措施的正确性。

消除三相电压不平衡引起的电压源逆变器直流环节电压脉动的控制方法

研究和分析了用于消除电网不平衡时电压源逆变器直流母线脉动电流的补偿控制方法。脉动电流不仅影响传动装置的运行性能,而且降低逆变器的电源品质。控制参数范围的选择取决于变流器抵抗电压不平衡的能力和系统参数。文中讨论和分析了在控制参数范围内控制方法对每相的功率因数和电流幅值的影响,重点分析了功率因数和前端整流器输入端电流不平衡问题,并提供系统在无补偿控制和补偿控制两种状态下的数值仿真和实验测量结果。

柔性直流输电改善孤立电网稳定性的研究

本文将柔性直流输电系统（HVDCFlexible）应用在孤立电网，针对孤立电网易发生不对称故障以及扰动下孤网侧暂态稳定性差的特点，提出了输入输出反馈线性化和负序电压补偿的综合控制策略，应用PSCAD建立了柔性直流输电的仿真模型。仿真结果表明采用输入输出反馈线性化和负序电压补偿的综合控制策略能较好的减小孤立电网不对称故障对HVDCFlexible的影响，提高孤立电网的稳定性。