含VSC-MTDC的交直流系统潮流算法

多端柔性直流输电系统(voltage source converter based multi-terminal direct current system,VSC-MTDC)是在两端直流输电基础上发展而来的直流输电系统,可靠性高、适用于海上风电并网等场景,相应的控制策略更加多样,其潮流模型也更加复杂。该文分析VSC换流站和MTDC的稳态模型,研究可适用于VSC-MTDC的不同拓扑和连接方式的潮流模型;研究多端直流各种控制策略潮流计算模型的不同点并推导出其方程。在此基础上,提出一种兼具统一迭代法和交替迭代法优点的含VSC-MTDC交直流系统潮流算法,给出初值和边界条件求解方法,对于不同直流拓扑和交流系统都能够进行求解。最后通过2个实际算例验证该文潮流模型的有效性和收敛性,对于不同控制方式、不同运行场景和直流拓扑都能够迅速、稳定收敛。

含直流电压二次调节的VSC-MTDC互联系统频率稳定控制

多端柔性直流输电(VSC-MTDC)可用于在多个异步互联的交流电网之间提供灵活受控的功率支援。实现上述功能的众多方法中,在下垂控制的基础上附加频率调节是一种典型的方法,由于其不依赖于站间通信,在灵活性和可靠性上均有突出的优势。然而,这种方法存在直流电压偏离额定值、严重时可能影响多端直流(MTDC)系统正常运行的不足。提出一种含直流电压二次调节的频率稳定控制策略,可以在保证频率调节效果的基础上,缓慢调整直流电压直至恢复额定值,提高了MTDC系统运行的稳定性。通过一个三端柔性直流系统的仿真验证了所提方法的有效性。

PROFIBUS现场总线技术在DCS系统中的应用

讨论了在现有的DCS系统中融入了PROFIBUS现场总线技术时DP主站卡的设计和开发工作,具体论述了如何通过Mailbox方式实现DP主站的硬件和软件初始化以及数据交换,起到了扩展原有DCS系统功能的作用。

多端VSC-HVDC风电送出系统的低电压穿越综合策略设计

基于含风电接入的VSC-HVDC输电系统网侧换流站的基本结构,提出了接入交流电网发生三相短路时风电送出系统的低电压穿越综合控制策略。通过切换网侧换流站控制策略,并与chopper电路配合,实现网侧故障换流站向交流电网提供无功支撑,同时网侧非故障换流站和直流chopper电路协同泄放系统冗余功率,而风电场侧换流站始终维持风电场侧电压稳定。仿真分析表明,该策略可以保障系统送电端的风电场在故障期间正常运行并维持直流母线电压的稳定。在电压跌落幅度较小时可维持系统的有功输出以及无功支撑,而在电压跌落幅度较大时可最大程度地提高系统向电网输送无功的能力。

采用主从电流共享的多相DC-DC电源设计

多相PWM DC-DC电源能提供大电流和高速负载瞬态响应,可满足新一代CPU对主板 电源的要求。在多相电源中,关键的问题是如何平衡各相电流。文章提出了一种新的电流共享方法 --主从电流共享。该方法可以很好地保证各项电流的平衡。另外,为了提高效率,提出了一种新的 电流检测方法,利用降压型电源下功率管的导通电阻,准确地检测电感电流。此电源芯片采用1 μm CMOS工艺流片。测试结果表明,该电源符合英特尔公司为P4处理器电源制定的VRM9.0标准。

大型火电厂辅助车间采用DCS&PLC的优缺点

探讨了大型火电厂中辅网采用DCS和PLC的优缺点,从DCS与PLC在电厂应用格局、现状、趋势和方案等方面入手作了分析论述,为大型火电厂今后采用全厂一体化DCS起到了一定的借鉴作用。

FSSS在镇海发电有限公司200MW机组DCS改造中的应用

介绍了浙江镇海发电有限公司200MW火电机组热控DCS改造中的基于北京和利时公司MACS系统进行组态的炉膛安全监察系统FSSS方案的改造和投运情况。把FSSS系统纳入了DCS可减少故障率,提高了FSSS系统的可靠性。

DCS800传动单元中的DCS Link通讯在轧机传动电机主从控制中的应用

通过对DCS Link通讯的讲解和分析,给出了轧机传动电机间主从控制的一种较好的方式,从而进一步提高轧机的传动控制精度。

基于PROFIBUS-DP的S7-300与SUPCON DCS的通讯

为了提高某炼油厂自动化集中控制能力,运用PROFIBUS-DP现场总线通讯协议,以S7-300 PLC作为控制系统中的从站,SUPCON JX-300X DCS为主站,二者利用PROFIBUS-DP主站接口卡(SP239-DP),通过软硬件组态与设置,实现二者的通讯,能够体现出现场总线的优越性。

XDPS400+DCS系统在煤制油热电中心母管制机组中的应用

随着我国生产力的不断发展以及科技水平的不断提高,DCS控制系统目前在我国的火电厂中得到越来越多的应用。神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司热电生产中心为典型的企业自备热电联产的母管制机组。主要从DCS的设计、系统配置、系统功能以及技术特点等方面介绍其在我中心母管制机组中的应用,来为众多的小型电力企业同行提供一些DCS系统应用的思路。

中频隔离型光伏±35kV/500kW直流变流器研究与工程应用

首先提出一种中频隔离型光伏±35 kV/500 kW直流变流器,该直流变流器由三相T型三电平并联中频逆变器模组、中频400 Hz/24脉波移相升压变压器、三相二极管整流桥以及高压滤波电路组成,该变流器具有升压比高、结构简单、成本低的优势;其次,为了实现逆变器并联模组有功、无功功率的实时均分,采用一种瞬时功率均分的功率主从控制方案;接着,提出一种基于中频变压器无功补偿的改进型LCL滤波器参数设计方法以提高变流器的效率。最后,通过Matlab/Simulink仿真以及张北国家大型风电并网系统研发(实验)中心建设的光伏发电中压直流汇集现场示范工程,对所提直流变流器的设计理念和控制方法进行验证,现场并网实测最大效率为96.33%,升压比高达88,输出电压±35 kV,仿真和实验结果证明了所提直流变流器的可行性。

直流载波通讯系统线路特性研究与系统实现

为实现供电线和数据传输线的复用,针对现有直流载波通讯系统无法做到长距离、大功率和高速传输的现状,以及带有大功率时变负载时发送逻辑0、电压波形剧烈波动造成误码的问题,重点分析直流载波通讯系统的数据传输特性,提出一种利用双电源技术对直流载波通讯系统传输数据波形进行改善的方法,并设计一套基于两条仪表用供电线路半双工模式的直流载波通讯电路。经过实验验证,与RS485系统相比,所提系统未增加布线即可实现供电和通讯功能,且拓扑结构任意,误码率较低,非常适合在仪器仪表与控制室各个模块之间的直流载波通讯电路中使用。

计及主站容量裕度的柔性直流互联系统主从控制策略

柔性直流互联技术可有效改善电网电能质量、增强供电可靠性、提升新能源消纳水平。采用主从控制的柔性直流互联系统中,负荷突增和新能源出力短时波动等突发工况易导致主站实际功率超过其容量。传统功率限幅或调度方法难以及时平抑功率波动,进而导致直流侧电压异常,威胁系统正常运行。为此,文中提出一种计及主站容量裕度的主从控制策略。该策略优化了主站的运行机制,将容量裕度因素纳入主站运行模式中,调整了主站电压环的环路结构与变量定义,并增加了基于过容功率的闭合抑制环路,保障了主站对直流母线电压的持续调节能力。由于主站在平衡系统功率时需要从站间的协调运行,因此文中在从站传统运行模式及原有调度基础上引入了从站间的功率支援机制,在系统功率平衡等约束条件下建立了系统经济损失最小、源储设备损耗最小的多目标优化模型,并利用非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对优化模型进行快速求解。最后通过仿真验证了所提策略能有效防止主站过容,保障柔性直流互联系统稳定、高效运行。

SiC MOSFET模块化直流固态断路器的集成化封装

直流断路器是关断直流输配电网中短路电流的关键设备。与机械断路器相比,使用半导体器件关断短路电流的固态断路器(SSCB)和混合断路器在响应时间方面表现出很大的优势。多个半导体器件串联有助于直流SSCB承受直流母线的高压,但会导致高成本和大体积。提出了一种基于SiC MOSFET模块化主从驱动的直流SSCB,所有串联器件仅需一个驱动器,简化了栅极驱动电路。对模块进行单面散热封装,可以减小寄生电感并优化散热,使器件的性能得到更好的发挥。实验结果表明,该直流SSCB可以承受700X V的直流母线电压(X为模块数),可在20μs内关断70 A短路电流。模块化设计具有更高的灵活性和更低的成本。

基于风光互补的微网系统建模与仿真

在传统风光互补发电系统的基础上,建立了基于直流母线的单相微网系统模型,利用Matlab分别搭建了风力发电机、光伏阵列和蓄电池的模型,系统主电路采用Z拓扑结构延长了孤岛运行时间。微网控制策略根据运行模式分为两种:孤岛运行时,系统采用主从控制模式,其中蓄电池作为主控单元,提供电压参考;并网时尽可能地将新能源并入电网,分别进行最大功率点跟踪控制。利用该模型及控制策略对微网两种模式切换时的过渡状态以及功率流向进行了仿真研究,结果验证了该模型的可行性和有效性,为建立微网实验平台和示范工程奠定了基础。

采用直流电动机和调速系统的风力机模拟器设计

为了满足小型风力发电技术的研究需要,分析了风力机的运行特性及采用直流电动机转矩闭环控制模拟风力机的可行性,设计了基于直流电动机的小型风力机模拟器,并给出了采用西门子调速系统驱动直流电动机的模拟器实现方案及基于永磁同步发电机的测试系统,进行了实验研究。实验结果表明,所设计的风力机模拟器可以模拟小型风力机的转矩-转速特性和功率-转速特性,为在实验室条件下研究风力发电技术的原动机问题提供了一个实用的解决方案。

多端柔性直流配电系统主从控制模式下的稳定性与优化控制

多端柔性直流配电系统是配电系统的一个重要发展趋势,其可有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。主要研究了主从控制模式下多端柔性直流配电系统运行时的稳定性问题。建立了基于动态导纳的小扰动稳定分析模型,研究了直流负荷、直流线路参数和多端互联等影响因素变化时系统出现的不稳定现象,提出了基于带通滤波的前馈补偿定直流电压控制方法,并对补偿前、后的系统稳定性进行了分析比较,通过改进的IEEE 33节点配电系统进行时域仿真测试,仿真结果表明了所提方法能够有效地提高系统阻尼与稳定性。

塑料注塑机群控系统的研究

提出了用于多台塑料注塑机控制的群控系统方案 ,用PC机作为上位机并用其串行通讯口与下位机 80 98通讯控制塑机 ,从而实现了主机指挥监督从机的功能。为便于操作 ,用计算机C语言编写了PC机操作界面作为人机接口。经过现场测试 ,证明整个控制方案切实可行 ,实现了塑机顺序动作和温度、速度。

低压直流系统VSC交互影响与稳定性分析:主从控制与下垂控制

低压直流系统是实现分布式能源规模化接入、提高系统供电可靠性与供电能力的重要组网形态之一,其稳定性问题受到广泛关注。该文针对低压直流系统的振荡失稳现象,旨在分析不同控制方式下换流器(voltagesourceconverter,VSC)与直流网络振荡模态的交互影响以及系统稳定性。首先,阐述了低压直流系统的典型结构和控制策略,建立考虑交流侧电感动态的VSC直流电压控制环路模型,对比分析不同控制方式下的VSC与直流网络交互特性。然后,以低压三端直流系统为对象,提出灵活可拓展的模块化小信号建模方法,基于此模型对比研究了主从控制方式及下垂控制方式下的系统稳定性及其差异。进一步,建立相应的测试平台,对理论分析进行了实验验证。该文研究能够为低压直流系统的控制方式优选、VSC控制参数设计等提供有效的理论方法。

高压直流监视与故障诊断主站系统的研发与应用

目前国内现有的故障信息管理主站或二次设备在线监视与分析应用系统,都只是具备交流二次设备(保护和录波装置)的运行情况监视和分析,还不具备对高压直流的二次设备监视和故障诊断分析的能力。为此,设计和研发了一套高压直流二次设备监视与故障诊断主站系统,详细介绍了该系统的软硬件结构、直流二次设备建模以及各主要功能模块的实现方案。经现场运行情况表明,该主站系统可以在直流输电系统运行过程中发生故障和不正常运行情况下,快速准确获知直流保护动作情况和直流故障情况,并及时把相关故障信息推送给上级调度中心。