换流变压器和应涌流的正序二次谐波特性分析

近几年,南方电网发生了多起因换流变压器空载合闸而导致运行极直流50 Hz保护误动事故。事故主要原因是运行换流变压器的和应涌流含有大量正序二次谐波,流经换流器转化为50Hz分量。文中分析了交流系统电压以及直流输送功率等运行工作点改变引起换流变压器分接头挡位、滤波器投切组数的变化,进而影响和应涌流正序二次谐波的规律;从同塔双回直流线路的极性布置、电流极性等耦合影响因素分析换流变压器和应涌流的正序二次分量在运行线路上的不平衡性。为防止直流50Hz保护误动,建议提高直流接入交流系统的强度,适当抬高换流站交流母线电压,限制运行极直流的输送功率。同时,应重点关注同塔双回直流另一回同一极性的换流变压器的和应涌流。

基于TWACS的配电网故障定位算法研究

在电力系统运行过程中,各种类型的故障都有可能发生,需要在配电网故障要求不断电的情况下检测出故障位置。利用TWACS通信技术检测故障,根据故障发生时变电所记录的信息,利用单位正序差流有效值法和基于参数检测的双端故障测距算法两者相结合来确认故障位置。故障发生后,利用TWACS技术来识别故障及传递故障信息,首先对区段定位,然后在故障区段准确地查找故障位置,从而迅速排除故障。最后,通过Matlab仿真采集数据并用算例验证该方法的可行性。

基于正序电流差的同塔双回T型输电线路故障测距新算法

利用双回线路正序网络提出一种基于正序电流差的同塔双回T型输电线路故障测距新算法。算法根据测距函数在各支路首末两端的相位差大小判断故障分支,进而利用双回线路正序测距方程推算得到的故障距离表达式在故障支路上进行精确测距。该算法无需判断故障类型,在T节点附近发生高阻抗短路时故障支路判别无死区,测距过程无需迭代搜索和伪根识别,计算量小,易于编程实现。理论分析和仿真测试表明,新算法不受分布电容、故障位置、过渡电阻、负荷电流以及T接位置等因素的影响,对线性电阻故障和电弧型故障均具有良好的适用性,满足工程对测距精度的要求。

对称和不对称故障下的并网光伏逆变器低电压穿越研究

从改变控制策略上,成功实现电网故障下光伏逆变器的低电压穿越。分别提出了抑制对称故障的直接功率控制策略和抑制不对称故障的基于正序、负序电流的双闭环矢量控制策略。在对称故障时,采用限功率运行的方法改变输入功率指令,减少光伏电池对电网的输出功率,实现电网对称故障下的成功穿越。在不对称故障时,提取出电网中的正序和负序分量,采用正序和负序电流双闭环矢量控制,有效地抑制了瞬时电流冲击。仿真结果表明,两种不同故障工况下控制策略的合理性和有效性。

不平衡电网电压下VIENNA整流器的多目标控制

建立了VIENNA整流器在不平衡电网下的数学模型,采用滑模控制器(Sliding mode controller,SMC)对正负序电流内环进行控制,并分别针对不同的运行要求,研究VIENNA整流器在不平衡电网下的三个控制目标:抑制负序电流、抑制有功功率二倍频分量、抑制无功功率二倍频分量。最后搭建系统仿真模型,证明VIENNA整流器在电网不平衡状态下基于SMC正负序电流内环控制策略对各个控制目标与相应控制策略的有效性。

电网电压不平衡情况下双馈风力发电变流器控制

针对电网电压三相不平衡情况下双馈风力发电系统输出功率二倍频谐波分量带来的安全稳定问题,提出了一种以消除二倍频谐波分量为控制目标的正负序双闭环电流控制策略.建立了双馈风力发电系统网侧变流器不平衡条件下的数学模型,进而分析了二倍频谐波分量产生的机理,采用四分之一周期延时方法对正负序分量进行分离,且正负序电流单独参与运算控制来抵消功率二倍频分量.在Matlab/Simulink软件上建立了仿真系统,仿真结果表明了理论分析的正确性和提出控制策略的有效性.

不受汲出电流影响的方向式四分段双母线保护

提出了一种不受汲出电流影响的方向式四分段双母线保护方案。分析了四分段双母线内部故障时汲出电流对传统母差保护和方向式母线保护的影响。针对二者存在的缺陷,提出一种母线连接支路等效方法,将可能产生汲出电流的支路等效为一条支路。利用正序故障分量方向元件测量各支路中的故障方向,在此基础上提出了母线保护的动作逻辑,实现故障判断,并分析了母线相继故障时的应对方案。仿真分析表明,该方向式四分段双母线保护不受母线故障汲出电流影响,需要同步数据量少,能够抗CT饱和、系统振荡和过渡电阻的影响,保护可靠性高,动作特性良好。

逆变型分布式电源的低电压穿越控制策略研究

针对大量逆变型分布式电源(Inverter-interfaced Distributed Generation,IIDG)接入电网导致的一系列问题,电网故障时IIDG必须具备低电压穿越(low-voltage ride-through,LVRT)能力。针对这一因素,该文根据LVRT要求和IIDG逆变器最大允许短路电流的约束条件,改进正负序双电流环控制策略,提出了一种新的LVRT控制策略;最后通过PSCAD/EMTDC仿真软件,验证了该文所提及LVRT控制策略的可行性。

适用于短路故障的电气特征量快速提取算法

短路故障使电网信号中存在暂态的衰减直流分量,影响基频稳态信号的电气特征量提取速度。为此,针对单相接地故障中的DDC分量提出dq 0坐标下的三点采样检测算法,该方法在延时采样周期的双dq变换基础上进行改进,通过先提取出0轴的DDC分量,将提取结果与dq坐标系下的正序和负序分量相结合,滤除含有DDC分量的部分后,再从dq坐标下滤除二次谐波,从而快速且准确地提取出基波的正序和负序分量。最后,通过PSCAD/EMTDC和MATLAB进行仿真,并将改进后算法和改进前算法、FFT算法进行比较,得出该算法在响应速度上的快速性和计算结果的准确性方面更好的结论。

电励磁双凸极电机的绕组状态及零位确定方法

针对电励磁双凸极电机的控制需求,研究电枢绕组相序、励磁电流正方向和初始零位的确定方法。结合电励磁双凸极电机的绕组结构、励磁电流方向和旋转方向,分析电励磁双凸极电机的工作原理,并分析了不同励磁电流方向和绕组相序下的工作状态。根据电机旋转方向与相序相关,而与励磁电流方向无关的特性,提出绕组相序的确定方法。根据电枢绕组的特定电流切换方式下,不同励磁电流方向对应的电机位置存在差异,提出励磁电流正方向的确定方法。根据电机零位与电枢绕组电流的固有规律,提出电机的零位确定方法。通过实验验证了所提出的绕组状态及零位确定方法有效可行。