考虑转供与重构协同的多端柔性互联配电网供电恢复策略

柔性互联装置(FID)实现配电网不同馈线之间的柔性互联,可实现故障后配电网的快速恢复供电。该文以含直流网络的四端柔性互联配电网为研究对象,提出基于FID和网络重构的多端柔性互联配电网两阶段供电恢复策略。首先,在分析FID运行模式工作原理的基础上,提出了故障快速转供的FID平滑控制结构和考虑开关同期并网控制虚拟同步发电机(VSG)控制策略,支撑故障后第一阶段FID的快速供电恢复;然后,通过建立和求解考虑联络开关和FID容量限制的全局优化模型得出FID与网络重构相结合的第二阶段供电恢复策略,更大限度地恢复失电负荷;最后,利用PSCAD/MTDC仿真软件搭建了一个58节点四端含直流网络的柔性配电系统进行仿真验证。结果表明,所述供电恢复策略不仅能实现部分负荷的不停电转供,还能够通过网络重构大幅提高负荷恢复水平。

计及辐照波动的光伏自同步电压源直流电容选型方法

光伏自同步电压源型并网逆变器因其模拟同步发电机的频率及电压控制特性,可显著改善新能源发电系统的并网稳定性;而其直流电容可支撑辐照波动下逆变器交直流侧的有功功率差额,从而平抑直流电压波动,对逆变器的直流电压稳定性尤为重要。为此,提出了一种计及辐照波动的光伏自同步电压源直流电容选型方法。通过对光伏自同步电压源系统进行暂态建模,构建了辐照度与直流电压的关系模型,并在此基础上提出直流电容选型方法。所提方法可准确预测和评估辐照波动下的直流电压变化,有效避免直流欠压,实现光伏自同步电压源在辐照波动下的直流电压稳定。算例及仿真验证了所提方法的有效性。

双馈风电机组的虚拟同步控制及弱网运行特性分析

采用传统矢量控制的风电机组对外表现为电流源特性,大型风电机组在接入配电网环境时容易引发电压失稳、缺乏惯量等问题。为此,研究了基于虚拟同步风电机技术的双馈风电机组控制方法。在详细分析影响并网点电压因素的基础上,研究电网等效阻抗对静态电压稳定性的影响。给出一种虚拟同步控制下双馈风电机组并网频率、电压的调节方案。研究结果表明,相对矢量控制方法,虚拟同步控制的双馈风电机组在弱电网下具有良好的电压稳定性。此外,该控制方法在降低机端电压冲击以及提供电网频率支撑等方面具有明显优势。仿真结果验证了所给虚拟同步控制策略的可行性和有效性。

交流电网互联的双端柔性直流输电系统小信号建模

小信号模型是稳定性分析及控制器设计的基础。对交流系统异步互联的双端柔性直流输电(voltage source converter based high-voltage dc,VSC-HVDC)系统小信号模型展开研究。通过同步旋转坐标系的灵活选择与转换,构建逆变器及所连交流系统、整流器及所连交流系统、控制器及直流线路的线性化方程,结合状态空间法,建立不受交流系统强度约束的双端柔性直流输电系统小信号模型。通过仿真对比,证明无论交流系统强弱,该小信号模型都能精确反映双端柔性直流输电系统的小干扰情况,具有普遍适用性。

基于源网荷统一链式电路的交流电气化铁路动态潮流计算

为了实现交流电气化铁路列车供电系统仿真一体化,并考虑公共连接点处多负荷的相互影响,将列车供电系统分为电源层、电网层和负荷层。通过建立输电线、馈线和牵引网的链式电路模型及各接口之间的转换关系模型,构建列车供电系统源网荷统一链式电路通用模型。基于该模型进行列车供电系统动态潮流计算,分别建立采用电流源和功率源迭代模型求解的基本型模型。为了降低计算机仿真耗时,在基本型模型的基础上,提出相应的改进型模型及求解方法。以某电气化铁路线路为例,分别对不同求解方法的计算精度、迭代收敛次数、计算机仿真耗时和模型应用场景等进行仿真分析。结果表明基本型和改进型计算精度一致,但改进型仿真耗时更少;进行源网荷潮流计算具有必要性,尤其电网薄弱地区,同时表明功率源迭代模型较电流源迭代模型应用场景更广。

基于VSC-HVDC并网装置转为SSSC的仿真

为了充分发挥基于VSC-HVDC同期并网装置的综合效益,在并网装置用于并网的主接线电路的基础上,在待并网的联络线上串接一台与并网装置容量及联络线电流匹配的三相变压器,增加相应的开关。在并网结束后,通过相应的电路倒闸操作可以转换为SSSC装置电路,并通过相应控制策略实现SSSC功能,提高并网联络线上的输送能力。通过在PSCAD/EMTDC中搭建并网系统转化为SSSC的模型,并仿真验证了其功能转换的可行性,特别是在并网系统发生故障时,这一功能转换可有效地抑制线路上传输功率的扰动和对并网系统的影响。

基于分布式VSG的微电网自适应阻尼控制

逆变型分布式电源(IIDG)是可再生能源的主要类型之一,其控制效果对微电网运行有较大影响。传统控制模式下IIDG无法给微电网系统提供惯性从而导致动态稳定性不足。此处在IIDG控制系统中引入虚拟同步发电机(VSG)技术,分别针对有功-频率控制、无功-电压控制及电压电流控制进行了优化。通过小信号模型分析了阻尼系数对微电网系统输出的影响,进而提出了一种自适应阻尼控制策略。最后,分别通过PSCAD/EMTDC系统仿真与额定功率0.5 MW原理样机实验对所提自适应阻尼控制与传统固定阻尼系数控制进行对比验证,实验结果验证了所提控制方法有效提升了由分布式VSG构建的微电网系统动态响应特性。

冗余技术在厂站端自动化系统中的典型应用

介绍了厂站端自动化系统中的冗余配置,介绍了冗余的概念,单元冗余比系统冗余有更高的可靠性和实现成本。通过实现服务的冗余而不是整台主机的冗余实现主机的单元冗余;通过跟踪每台装置的工作网而不是整个系统的工作网实现站级网络的单元冗余;给出了远动通道系统冗余、单元冗余的各种情况,并提出了典型应用;给出了电源冗余、对时源冗余的技术要求。提出了在厂站端自动化系统的设计过程中应根据不同的需求选择性价比高的冗余方式。

并网型交直交电源对船舶电力系统暂态稳定性影响的仿真分析

为解决故障扰动对集成并网型交直交电源的船舶电力系统暂态稳定性的不确定性影响问题,在电力系统计算机辅助设计(power system computer aided design,PSCAD)软件中构建集成并网型交直交电源的船舶交直流混联电力系统仿真模型,以电力系统电压、频率以及功角稳定理论为基础,探讨短路故障和突变负载扰动时的电力系统特征参数变化规律,分析短路故障和突变负载扰动时虚拟惯量对系统频率稳定性的支撑作用。结果表明:短路时的系统特征参数变化更剧烈,突变负载扰动时的电压波动为短路时的18.2%;突变负载扰动时虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略下功率仅需1.1 s稳定,恒功率控制策略下始终不稳定;当虚拟惯量为2 kg·m 2时VSG控制策略能够为系统提供-1.750~2.297 kW的惯量支撑功率。该研究结果可为并网型交直交电源在船舶电力系统中的应用提供理论指导。

云广±800kV直流落点穗东对广东中北部地区电力系统的影响

广东中北部电网火电装机相对较少,落点穗东换流站的云广±800kV直流双极投产后,该电网的水电比例进一步提高,区内电源结构性调整需求增加。针对云广直流双极停运损失功率较大的情况,分析了云广直流对受端近区网架结构的要求及对中北部电网供电的影响。结果表明,广东中北部电网有必要推进骨干电源的建设和电源结构调整,提高近区电网供电的适应性,才能更好地发挥云广直流的输电功效。

基于VSG的混合储能系统能量管理控制策略研究

可再生能源接入电网时,并网逆变器需提供类似于传统同步发电机的频率调节功能,新的包含惯性环节的虚拟同步发电机(VSG)控制技术用以满足电网频率支持的要求。不同于传统同步发电机,并网逆变器需配置额外的储能系统(ESS)。针对基于VSG的混合ESS系统的能量管理控制,提出了一种基于VSG的HESS协调控制策略,即控制ESS中的超级电容器处理由惯性引入的快速变化功率,同时控制电池组来补偿周期相对较长的功率波动,从而实现整个系统的稳定性。最后,通过试验验证了所提控制策略的有效性。

基于受电式电力牵引多源制地铁工程车平台的研发

针对地铁工程车多种用途、用户分散的特点,搭建了基于受电式电力牵引多源制地铁工程车平台。文章介绍了地铁工程车平台的总体、电气系统的主要结构与技术参数,重点阐述了蓄电池及充电系统、控制系统重联运用、制动系统冗余控制等符合地铁工程车运用环境特色的部件的技术特点,并对工程车平台的未来发展方向进行了展望。

合肥光源储存环校正铁电源控制系统改造

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标。储存环校正铁电源控制系统是进行束流轨道校正的重要前提。本文描述了该系统硬件结构、软件设计及调试结果。运行结果表明,改造后的合肥光源储存环校正铁电源控制系统很好地满足了轨道稳定性对其的要求。

HLS电子储存环新校正铁控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标。校正铁电源的稳定是储存环束流轨道稳定的重要前提。老的校正铁电源其稳定性已不能满足机器稳定运行的需要,因此,采用新的数字电源来代替老的模拟电源,与此对应的控制系统也要相应的改造。描述了新校正铁电源控制系统硬件结构、软件设计及调试结果。运行结果表明,新校正铁控制系统很好地满足了机器运行和调试的要求。

适用于农网的中小功率风力发电电源研究

根据农网对中小功率风力发电电源的要求,采用永磁同步风力发电系统设计了不控整流器加并网脉冲调制(PWM)变换器结构的风力发电电源,具有结构简单,控制方便,成本较低,易于维护的特点,对其运行控制策略进行研究,实现了有功/无功解耦控制,提出了一种基于网侧功率直接控制原理的最大风能跟踪控制策略,仅需控制并网电流一个参数就能直接控制并网功率。建立了相关的试验系统,通过试验验证了所设计的系统和所提出方法的正确性和可行性,是一种适用于农网的中小容量风力发电电源。

多端柔性直流电网公共直流电压协同控制方法

与传统交流电网相比,柔性直流电网具有较强优势,在可再生能源等多能源接入应用中引起了高度重视。为避免多端柔性直流电网中各子系统争夺电压控制权问题,提出了一种多端柔性直流电网公共直流电压协同控制方法。该方法利用柔性直流电网公共直流电压作为公共信息源,根据负载单元、可再生能源单元、储能单元和辅助供电单元的不同工况,分别由可再生能源单元、储能单元以及辅助供电单元独立地将公共直流电压控制在规定范围之内,实现电网电压稳定。通过Saber软件进行的仿真表明,所提方法能够有效控制多端柔性直流电网公共直流电压,维护系统功率平衡。

考虑切换动态的功率同步控制单台构网型换流器暂态稳定性分析

针对功率同步控制下的构网型换流器,考虑大扰动下控制模式的切换动态特性,研究构网型换流器的暂态稳定性。首先,建立基于功率同步控制的换流器数学模型,基于切换动力学理论,分别建立恒电压控制模式和限电流控制模式下的切换动态系统方程,将传统基于代数变量的切换模型转换为基于状态变量的切换模型。分析不同控制模式的平衡点稳定性和稳定域,导出不同控制模式间的切换机制,发现系统的“随遇稳定”特性,即系统在遭受大干扰下,可能稳定在恒电压模式也可能稳定在限电流模式。为保证系统在遭受大干扰下能全局稳定至恒电压模式,推导出解析形式的稳定充分条件。基于此,提出2种通过调整饱和电流矢量角度的暂态稳定性提升策略,用于保证恒电压模式下的全局稳定性和提升第一摆暂态性能。数值仿真结果表明理论分析的正确性和所提控制的有效性。

主动配电网源网荷协同规划方法

为提高主动配电网消纳新能源能力,提出主动配电网源网荷协同规划方法。首先,分析分布式电源投资运营商和配电网投资运营商两方效益,以效益最大化为目标构建多目标协同规划模型;然后,通过综合定权法将多目标转换为单目标;最后,利用博弈理论求解协同规划模型。结果表明,设计方法协同规划后,配电网的新能源利用率最高可达97.15%,且迭代次数少、收敛速度快,协同规划的总成本低、效率高。设计方法能够改进主动配电网的新能源消纳能力,对于配电网规划具有一定的参考价值。

适用于电网不对称下的自同步电压源逆变器控制策略

自同步电压源逆变器(SVI)在电网电压不对称工况下实现三相并网电流平衡控制,同时兼顾离网独立运行时机端电压控制稳定性,是实际工程应用中面临的挑战之一。首先,在简要阐述SVI工作原理的基础上,文中详细分析了电网不对称条件下,常规正负序分离控制应用到SVI的局限性和系统离网独立运行时不稳定的机理。然后,基于SVI单模式控制思想,提出一种基于准谐振控制器的SVI负序电流抑制策略,在电网不对称工况下实现了入网电流输出平衡,同时保证了SVI在并/离网模式切换以及离网(含多机并联)独立工作时的系统稳定性。最后,仿真和实验结果验证了所提出的系统控制策略的正确性和有效性。

基于网源同步的超超临界机组一次调频优化

随着电力系统的发展,机组一次调频响应能力的重要性愈发凸显。在提高机组一次调频效果的相关研究中,网源同步问题是关键。一次调频涉及网源之间的两个核心要素就是电网频率和机组负荷。解决超超临界机组一次调频效果不理想的较为直接、有效的方法,是解决网源之间的频率和负荷信号的同步问题。针对机组一次调频控制中频率和负荷两个核心因素,结合上汽超超临界机组一次调频的控制特点,提出通过高精度频率信号直采、合理设置调频死区,可以解决频率信号网源不同步问题;剖析“两个细则”的考核内容,合理优化一次调频控制逻辑,可以解决负荷信号网源不同步问题。该方法可确保电网频率和机组负荷网源同步,在现行考核机制下,能够解决部分超超临界机组因一次调频效果不达标被频繁考核的问题。