可再生能源并网逆变器通信自动化监控方法研究

由于传统的逆变器通信监控方法多依赖于人工巡检和定期维护,不仅效率低下,而且难以准确发现潜在故障,提出一种可再生能源并网逆变器通信自动化监控方法。监测可再生能源并网逆变器通信中的电压、电流、功率、温湿度等关键通信信号,并对其做一系列预处理,构建CNN模型输入处理后的通信信号,识别出逆变器通信故障类别,完成可再生能源并网逆变器通信自动化监控。实验结果表明,该方法逆变器通信故障监控结果的漏报率、误报率均较低,具有较高的通信自动化监控精度。

面向T型接线的电网地理接线图自动成图技术研究及应用

随着电网规模不断扩大,电网地理接线图越来越复杂,其绘制、维护愈发困难,已成为电力调度自动化运维工作的一大难点。本文介绍一种基于电网全景模型,综合厂站范围指定、经纬度定位、T型接线(简称T接线)同步生成、多图层展示等多项技术的电网地理接线图自动成图方法,适用于各种级别和复杂度的电网。该方法依托间隔容器模型,引入T接线同步生成技术,使成图完整性极大提升;根据电网设备电压等级不同,引入多图层技术,实现地理接线图不同电压等级设备的分图层展示,使成图效果显著加强;成图布局支持人工调整,且图模异动后不被自动复原,有效弥补了自动成图在局部处理时存在的不足。目前,该方法已在某地区电网的智能电网调度控制系统中实现首次应用。实践证明,该方法大幅降低了电网地理接线图在绘制及更新过程中的人力成本,具有广阔的推广前景。

并网光伏发电机组中旋转机械驱动控制方法研究

并网光伏发电机组为了最大限度吸收太阳能,需要在面板底部安装旋转机械装置,以便可以随时调整方向,保证发电效率,该文研究了一种有效的并网光伏发电机组旋转机械驱动控制方法。计算并网光伏发电机组暂态响应和旋转机械动不平衡量,获取旋转机械的运行状态。将虚拟同步发电机控制策略、PI调节器和本体算法等自动化控制技术结合在一起,建立旋转机械驱动控制模型,控制并网光伏发电机组输出功率达到初始振荡幅值,实现对旋转机械的驱动控制。实验结果表明,该方法的振动幅度未超过0.6 cm,平均控制响应时间为1.28 s,失控率未超过7.5%,具有良好的驱动控制能力。

分布式能源接入交流微网的单相逆变器功率智能分配策略设计

逆变器并联并网系统往往通过两个逆变器通信分别控制进行并联并网,存在通信延迟、不稳定、传输效率低等问题,为此提出了一种分布式能源接入交流微网的单相逆变器功率智能分配策略设计。首先,建立了单相逆变器及并联系统的数学模型,并推导了其相关参数之间的函数关系,分析了并联系统中的环流现象,提出采用电势差均流方法来减小环流影响,在并联设计中,采用电压电流环循环控制实现逆变器组按任意比例分配电流;其次,采用SOGI-PLL进行锁相,使用电流环开闭环交替控制方式实现全桥逆变器组在无通信条件下功率智能分配;再次,设计仿真电路初步验证了所提出的SOGI控制实现锁相的正确性和快速性;最后,搭建了实验样机以验证方案可行性,实验结果表明,在输入50 V直流电压时,该系统可实现输出50 Hz、24 V交流电压,且输出交流电压总谐波畸变率(THD)不大于2%,逆变器1的效率η高达92%,I_(o)在0~2 A变化时,负载调整率S_(I1)≤0.2%,在并网状态下可实现逆变器之间功率按任意比例智能分配。

自动并网分布式光伏逆变器研究

光伏逆变器是光伏发电的重要组成部分,其主要作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。基于对分布式光伏发电并网逆变器的研究,设计了一种采用新控制方式的逆变电路,同时采集电网电压信号和逆变电压信号,通过高速比较器电路产生控制信号,由专用场效应管驱动芯片IR2113驱动H桥逆变电路,经LC滤波得到正弦交流电压。通过硬件电路调整逆变电压自动跟踪电网电压,以保证逆变输出电压随时与电网同频同相,从而实现自动并网运行功能。测试结果表明,具有过压、过流保护功能的低成本自动并网分布式光伏逆变器,运行安全,效率高,性能优良。

基于小波神经网络的光伏并网逆变器故障自动检测方法

为提高光伏并网逆变器运行质量、保障其运行的安全性,利用小波神经网络展开了光伏并网逆变器故障自动检测方法研究。首先,配置数据采集系统,采集光伏并网逆变器的数据;然后,利用所收集的运行数据进行逆变电源的故障特征提取,输出提取到的特征参数;最后,以此为基础,构建小波神经网络,设计诊断函数,根据网络的输出判断逆变器是否存在故障。结果表明,应用所提方法后,不同故障状态类型的逆变器输出电压与输出电流检测结果基本与实际值一致,具有较高的检测精度,能准确识别逆变器运行状态,可检测出具体的故障类型。

应急电源车用多模式高压发电机组的设计

为了解决过去电网应对突发电力事件时,通常采用单一的发电作业形式保障供电,导致10kV配电线路由于计划性检修、自然灾害或突发事件等原因造成电网停电时,严重影响生产、生活秩序和社会经济发展;设计了多模式电网专用高压应急电源车。结果表明:该应急电源车具备一次并网、二次并网功能,实现计划性不停电检修;采用并机模块和并网模块模组合控制技术,可实现应急电源车多模式工况的运行;采用模块CAN2自动交涉技术,实现模块CAN2通讯地址的自动切换,保证CAN2通讯地址不冲突。同时,该应急电源车采用触摸屏集中监控技术,可控制机组的启动和停机以及机组断路器和市电开关的合闸和分闸,极大地提升了用户使用的便捷性。

一种适用于串联电网接线的远方备自投装置

串联电网接线正常的运行方式有6种,各种运行方式下都有不同的备用电源自动投入(简称备自投)逻辑需求。目前的备自投装置仅能满足一种运行方式或一侧备用的情况,有很大的局限性。基于备自投的基本原理研制了远方备自投装置,逻辑实现以本侧信息为主,辅以必需的远传信息,同时将这些远传信息进行合并转化成几个开关信息,利用继电保护通信接口装置进行信号传输。对2个110kV变电站的整组试验和运行情况表明,该装置能完全适应串联电网接线不同运行方式下不同的备自投逻辑需求。

基于自适应复合控制的同步电机软起动自动准同期并网控制方法

相角滑差的稳定是同步电机软起动系统中自动准同期装置并网成功的关键要素。分析得出了在双闭环调速系统中,电流环动态特性非理想条件下,采用速度比例积分控制器会引起滑差的不稳定,因此提出了自适应复合速度控制方法。在升速阶段采用单比例自适应速度控制算法,克服了传统比例控制器无法消除静差的问题;在准同期阶段,采用了基于相角滑差的准同期控制算法,解决了滑差不稳定的问题,并给出了可靠的并网判决策略。实验证明了自适应复合速度控制算法的正确性,最后运用该算法实现了同步电机软起动系统可靠并网。

基于S7-200PLC光伏供电自动切换控制系统

光伏发电在实际应用中用户端的负载是不断变化的,当一台变压器下有多个用户且只有单个用户使用光伏时,如果光伏输出电流大于负载消耗时,会发生逆流现象,这种现象不利于同一变压器下各个用户之间电费的结算。为了解决这一问题,通过S7-200PLC设计一套自动切换系统,采集负载端的电流信号,根据电流变化情况通过PLC控制并网逆变器的输出负载对象,最终达到了光伏并网逆变器和负载之间的最佳匹配,消除逆流现象,便于用户之间电费的结算。此系统正式投入使用以来一直处于正常运行状态,并且达到了预期的效果。

基于DSP的柴油发电机组控制系统自动并网模块设计

针对现有自动准同期并网装置与发电机组控制系统分离,采用单独的控制芯片而导致资源浪费的问题,设计了以发电机组控制系统的主控芯片TMS320F2812为核心实现的自动准同期并网模块。该模块节省了硬件资源,通过实验可以方便的实现安全、可靠的并网。详细叙述了该模块的原理和软硬件设计。

基于VLD设计的微电网模式切换研究

微电网相对于大电网有并网运行和孤岛运行两种运行模式,其中孤岛运行又称为离网运行。为了实现微电网与大电网之间进行幷网及离网之间的快速切换,文中首先分析了微电网的体系结构,并网型微电网在模式切换中出现的问题,同时介绍了基于许继研发的可视化仿真软件(VLD),进行并网型微电网模式控制装置的研制,以及模块化具体设计。文中设计的并网型微电网模式控制装置有效解决了以往模式控制装置进行模式切换中以分钟为单位,转换时间长的问题,现在仅需在120 ms内就可实现"无缝"并网以及离网切换,对工程应用具有推动作用。

液压蓄能式风力机组并网转速解耦优化控制

针对在风速、同步发电机负载变化情况下,液压蓄能式风力机组并网转速控制问题,提出一种新型并网转速控制方法——解耦广义预测优化控制方法(Decoupled Generalized Predictive Optimization Control, DGPOC).首先,DGPOC利用基于广义预测的前馈解耦方法解除变量马达摆角和蓄能器比例阀开度之间的耦合关系,进而调节蓄能器比例阀,依靠蓄能器吸收波动流量,同步调节变量马达摆角实现恒转速控制,解决因风速、同步发电机负载变化引起的变量马达转速波动问题;其次,将蓄能器比例阀的能量损耗作为性能约束项,加入到优化目标函数中,求取最优控制量,从而提高液压蓄能式风力机组风能利用率;最后,利用建立的MATLAB-AMESim联合仿真实验平台验证DGPOC方法的有效性.实验结果表明:DGPOC方法不仅可以实现变量马达摆角和蓄能器比例阀开度两个变量的解耦,提升变量马达转速控制的快速性及鲁棒性,而且能够降低系统的能量损耗.

分布式风光互补并网自动发电系统设计

为提升偏远地区的供电质量,提出以分布式风光互补并网的方式,设计自动发电系统。设计风光互补并网自动发电系统结构图并研究系统的工作原理,设计可控制系统内能量的DC/DC变换器转换电路,及光控负载工作子程序中的定时与光控功能,通过逆变器的控制,令输出电压幅值与频率形成同电网电压同相、同频的正弦波电流,提升供电输出质量。以内蒙古某地点为例,分析可知该地风能与太阳能具有较好的互补性,应用研究系统后,发电量稳定,可满足用户用电需求量,且系统输出功率稳定,供电质量高,性能优越,设计合理,能够在改善电网末端偏远地区用电质量方面提供有效帮助。

自动准同期系统纳入DCS的应用研究

介绍了华能海口电厂8号330 MW机组自动准同期系统纳入DCS构成内置式自动准同期系统的结构、控制逻辑、操作、试验以及应用情况。与传统的专用同期装置比较表明,DCS内置式自动同期系统具有外部电缆少、设备投资和安装工作量小等优点,但存在输出指令脉冲宽度不可调节及频率差和电压差设置包含负值的缺陷。

并网光伏电站的继电保护和安全自动装置配置探析

光伏电源的广泛引入推进了分布式小电源在电网中的应用,并入小电源对电网供电的可靠性和继电保护都产生了影响。通过分析光伏发电并网对继电保护的影响,列举了继电保护的改造要求,并阐述了分布式小电源并网安全自动装置配置的相关原则。

一起发电机并网失败事件的分析及处理

分析合山电厂2号发电机并网过程零功率切机保护动作,导致并网失败的原因。通过分析故障过程的零功率切机保护录波图,并将计算所得的并网时的同期角和发电机电流值与规程值相比,得出零功率切机保护动作的原因是DEH未投入自动同步。在安装了零功率切机保护的发电机并网时,汽轮机DEH未投入自动同步会造成零功率切机保护动作切机。提出的修改运行操作票和控制逻辑的防范措施,可确保机组并网过程中DEH自动同步的投入。

基于模型预测控制理论的风电场自动电压控制

风电场电压受风力影响容易快速波动,传统基于当前时间断面进行决策的方法易出现无功控制滞后、多种设备不协调等问题。为此,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)理论,提出了一种旨在协调风力机和静止无功发生器(static var generator,SVG)的风电场电压控制方法。区别于传统电压控制方法,所提出方法的目标是实现未来时间窗内电压控制曲线和无功调节动态过程的优化。利用自回归滑动平均方法预测风力机的有功出力,并分别以一阶惯性环节和比例积分环节模拟风力机和SVG无功控制的动态过程,在此基础上利用灵敏度预测求解风电场内各母线(含风力机机端母线)的未来电压曲线。由此建立了以目标函数为未来时间窗内并网点电压偏移最小和SVG动态无功储备最大的优化模型,并采用对偶单纯形法求解。在基于DIgSILENT建立的风电场仿真系统上进行了仿真验证。时域仿真结果表明,所提出的方法通过预测不同设备未来一段时间的控制动态过程,能合理安排快、慢无功出力,提前响应系统中可预见变化,保证风力机机端电压安全,并维持并网点电压平稳。

电网T接建模及地级调度大屏潮流图自动生成研究

为解决110kV电网存在大量的T接点与T接线等问题,将优化布局布线技术应用到T接站改为T接点处理中。开展了统一的T接点与T接线模型和数据管理分析,建立了T接点、T接线之间的关系,提出了T接站通过特殊布线算法还原为T接点的方法。在成熟的省级电网调度大屏潮流图的布局布线算法生成相应的潮流图基础上,对地级电网潮流图的需求进行了评价,进行了地级电网调度大屏潮流图自动生成系统的实验。研究结果表明,该系统运行稳定可靠,在多个地级电网调度中心得到了实际应用。

适用于大量小水电接入地区的区域备自投新型控制方法

为提高供电可靠性,提出一种由站内备自投、区域备自投及安稳装置相互配合,适用于大量小水电接入地方电网的区域备自投控制方法。当系统发生故障时,根据频率、电压变化情况,配合安稳装置有选择地甩负荷或减小水电出力,并判断孤网能否稳定运行。若孤网能够稳定运行,通过调整电压、频率与主网进行同期合闸;否则解列所有小水电,备自投动作投入备用电源。以云南临沧电网110 k V链式电网为例搭建仿真模型,结合电网实际运行数据利用PSCAD/EMTDC进行了模拟仿真,结果表明:所提方法既减少了负荷损失,又缩短了故障恢复供电时间。