考虑逆变器接口电站的线路电流差动保护分析及对策

近年来,可再生能源在输电系统中的渗透明显增加,这给现有的保护系统带来了重大挑战.主要研究了与逆变器接口电站(ⅡGS)相连的电网中的线路电流差动保护问题,结合逆变器接口发电机(ⅡG)中流行的各种故障控制策略以及ⅡGS的穿透水平,提出了针对不对称故障下的解耦序分量(DSC)控制方法.与传统的非解耦的控制方式相比,DSC方法能有效消除有功输出和有直流电压连接的线路中的二次谐波振动,同时,DSC方法能模仿同步发电机的故障行为,提高系统电压稳定和继电保护适应性.最后,基于DIgSILENT/PowerFactory进行了仿真验证.仿真结果表明,在一定的ⅡG故障控制模式下,电流差动保护在不接地的相间故障时存在灵敏度较弱甚至故障的风险.但采用DSC方法控制能有效提高电流差动保护的灵敏性.     

下垂控制微电网容错运行的弹性控制框架

提出了一种下垂控制微电网客错运行的弹性控制框架,该框架以一种经济有效的方式实现功率控制.针对微电网中考虑非线性滤波电感的功率控制问题,提出了一种无传感器控制策略.首先,提出了一种虚拟通量模型用来估算输出电压信号,以取消实际电压传感器;然后,分析了非线性滤波电感对电压估计精度的影响,提出了一种基于鲁棒观测器的VF方法来消除这种影响.此外,通过在功率控制和电压控制回路中引入电压估计,提出了一种基于鲁棒观测器的无电压传感器下垂控制方法.仿真结果表明,所提出的控制策略能够在不使用电压传感器的情况下实现理想的功率控制性能.该控制器具有较好地抑制非线性电感影响的能力,提高了系统的可靠性,降低了微电网的设计成本.     

微电网中出现的控制问题综述:挑战与解决方案

控制系统是保证微电网在并网或单机模式下可靠、安全、经济运行的重要组成部分.微电网技术的发展带来了新的控制理念和挑战.综述了微电网中出现的控制问题,并介绍课题组在下列几个方面的主要贡献,包括在离网模式下多个逆变器并联运行微电网的功率管理问题,多逆变器微电网在不同的功率分布曲线、不同负荷曲线下的效率提高问题、由逆变器死区非线性、滤波电感软饱和非线性、逆变器老化等带来的非线性问题以及微电网长期运行可靠性提高的问题;讨论了微电网中这些新出现的控制问题的技术细节,并给出了课题组的相关研究成果;最后,确定并提出了未来可能的控制问题和解决方案.     

基于PMW三相并网逆变器矢量解耦控制系统的设计

三相PWM逆变器是风力发电并网系统的主要部分,开发高性能的逆变器控制策略已成为研究的重点。对于相位幅值逆变控制电路,为电压单环结构,响应速度慢,且网侧存在直流电流偏移量,瞬态时,输入电压滤波器会出现振荡且负载电流会发生畸变。提出一种矢量解耦控制策略,对直流侧电容电压的平衡进行分析与补偿设计,给出矢量解耦控制算法的软件流程。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能实现单位功率因数校正。该逆变器运行效率高,可靠性好,完全满足并网要求。     

三相四开关有源电力滤波器新型控制策略研究

基于无差拍控制,提出了一种适用于三相四开关有源电力滤波器的新型控制策略:以构建价值函数为寻优目标,在一个开关周期内直接选取最优电压矢量替代传统SVPWM调制,无需复杂的时间计算。分析了三相四开关逆变器电压空间矢量特点,并构建了合成矢量,优化空间电压矢量作用顺序和增设寻优条件,减少开关频率,以提高系统的补偿性能。该方法控制简单,易实现,仿真结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法研究

提出了适用于孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法:结合实际,对传统潮流计算方法予以改进,计算中考虑了配电系统各分布式电源的有功、无功控制能力,即电压、频率静态调节特性,考虑了变压器移相角对潮流的影响以及线路参数的相间耦合;算法采用相分量分析,能够应对线路参数三相不平衡、负荷三相不平衡等情况;用牛顿-拉夫逊法求解,易于处理环网结构配电网的潮流计算;不仅能进行三相不平衡潮流分析,还能同时计算出系统的频率.     

高压脉冲电场对果蔬介电特性影响的试验研究

高压脉冲电场作为一种非热加工技术,以其特有的优点成为近年来的研究热点,用于果蔬冻干预处理可明显地提高脱水速率,但在运用果蔬介电特性表达冻干过程水分运移规律时需研究电场参数对果蔬介电特性的影响.以苹果为试材,对苹果在高压脉冲电场预频率为1000 Hz时进行预处理,测量不同脉冲电压、脉冲频率对苹果的等效电容、等效阻抗等介电特性的影响,运用SAS软件分析获得等效电容、等效阻抗的数学模型,脉冲电压、频率与介电特性的三维关系图.结果表明,三者的数学模型及三维图均显示果蔬的介电特性随脉冲电压和脉冲频率的增大而减小,且呈线性函数关系;将高压脉冲预处理后的苹果进行干燥,运用响应面设计法,获得高压脉冲电场预处理的优化工艺参数.结果表明,高压脉冲电场预处理果蔬的最优工艺参数组合是脉冲电压为1480 V,脉冲频率为88 Hz,脉冲个数为46个.     

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。     

接地极单极大地回路电流运行对天然气管道的影响

在高压直流输电线路进行调试或发生故障的情况下,直流输电系统采用单极大地回路电流运行方式,接地极有几千安培的电流流入、流出,会对周围金属结构物造成直流杂散电流干扰。以鱼龙岭接地极单极大地回路运行为例,在不同接地极入地电流下,测试受干扰管道不同位置的电位分布和变化,分析广东省天然气管网一期天然气管道的受干扰情况,同时测试采取措施后干扰电位的变化,分析缓解措施的效果。通过电位分析,得到接地极入地电流对管道的影响规律:管道的干扰电位和接地极的入地电流成正比关系;管道受到干扰时,管道极化电位明显超过标准要求,管道存在腐蚀和氢脆的风险,同时绝缘接头位置为风险点;在高压直流输电线路单极大地回路运行时,管道干扰电压达到140.5 V,管道存在人员和设备风险;采用站内接地网作为缓解措施,对连接点位置管道受干扰程度有明显缓解作用,而对远离接地网的连接点位置管道有负面影响作用。     

直驱永磁同步风电系统低电压穿越的研究

【目的】研究直驱永磁同步风电系统的控制策略,以提高其低电压穿越的能力。【方法】建立经背靠背双PWM变流器并网的直驱永磁同步风力发电系统的仿真模型,采用电流前馈控制实现两侧变换器的有功和无功功率的解耦控制。将电网电压信号引入机侧整流器参考功率的计算,提出按电网电压跌落幅度减小发电机输出功率的低电压穿越控制策略。【结果】仿真结果表明,电网电压跌落时,文章所提控制策略限制了变流器直流侧过电压和网侧逆变器过电流;辅以桨距角调节可以抑制发电机功率减小时机组机械转速的升高。【结论】保持发电机功率平衡和变流器直流侧功率平衡,可提高直驱永磁同步风电系统的低电压穿越能力,同时向系统提供无功功率支持,帮助电网电压恢复。     

一种新型逆变电源并联下垂控制方法

一种基于下垂方法的不需要各单元之间控制连线的新型逆变器并联控制器,其控制算法使每个逆变器输出电压的幅值和相位分别随着其输出功率的无功分量和有功分量的增大而减小.与传统下垂方法不同,在下垂曲线的设置上使下垂斜率随着输出功率的增大而增大,保证了逆变器能在各种功率条件下都能有很好的均流效果.通过在Matlab上的仿真和试验验证,证明了这种方法的正确性.     

储能型光伏Quasi-TZ源逆变器研究

带储能元件准Z源(Quasi-Z source)逆变器可平衡光伏阵列能量注入电网时所产生波动,传统带储能元件准Z源逆变器在蓄电池放电时因输出电流不连续而产生功率损耗,升压能力局限性大。文章提出储能型光伏Quasi-TZ源逆变器拓扑,解决蓄电池放电时功率损失问题,缓解传统Z源系列逆变器启动时电流冲击,利用T源逆变器升压能力拓宽输出功率范围。提出储能型光伏Quasi-TZ源逆变器控制策略,提高输出电压稳定性。仿真结果验证了该设计拓扑结构的正确性和优越性。     

短路故障下输电线路接地网对埋地管道的影响

为了研究输电线路故障运行时,接地点短路电流对管道的电磁干扰程度,利用防雷接地分析软件CDEGS建立了输电线路杆塔接地网与埋地管道模型,计算分析了不同短路电流幅值、土壤电阻率、管道间距下管道冲击电压的变化规律。提出了两种新型管道防护措施:①通过改变#形和方框射线形接地网形状参数,计算分析了管道冲击电压的变化规律,其表明接地网形状对接地电阻影响很大,接地电阻越大,管道冲击电压越小;②沿管道敷设非金属屏蔽线(柔性石墨复合接地材料),对管道进行过电压防护,可以有效降低管道冲击电压,对管道起到保护作用。研究结果可为油气管道设计施工及安全防护提供参考。     

Improved VSVPWM Modulation Method for Three-level NPC Inverter in Rural Power Grid

With the acceleration of agricultural electrification,a lot of nonlinear and shock loads appear in the rural power grid,and the resulting harmonic and reactive currents pollute the rural power grid more and more seriously.To solve the above problem,three-level neutral point clamped (NPC) inverters have been widely used,but their development is greatly restricted by the defect of neutral point voltage imbalance.In this paper,an improved virtual space vector pulse width modulation (VSVPWM) was proposed.Firstly,the mathematical models of various space vectors were established,and the influence of various space vectors on neutral point voltage was analyzed.The sum of the vector current at the neutral point was zero and the voltage control at the neutral point was completed by introducing the time offset into different switching times of the redundant small vector.This method was simple in design and avoided the redundant calculation of the traditional VSVPWM method and tedious switch sequence design.This balancing control strategy could greatly reduce the influence of virtual vectors on neutral point voltage and effectively control the low-frequency oscillation of neutral point voltage.The validity of the method was verified by establishing a matlab simulation model.     

双燃料电池发动机动力系统的设计与实现

设计了双燃料电池发动机并联输出大功率的动力系统,该系统由燃料电池发动机、控制单元、巡检单元和主控制器等组成.结合整车运行要求,提出了动力系统可靠性设计方法.测试结果表明,在1 h额定工况下,输出电压下降值在10 V左右,说明系统耐久性良好,采用的控制策略是可行的.     

基于可时移农业负荷的光伏智慧农业大棚微型能源网优化调度

针对甘肃省分布式光伏电能远距离传输通道不足,大量光伏电能集中并网影响农村电网可靠性和稳定性的问题,提出对甘肃省传统农业大棚及其供能系统进行智慧化改造的方案,实现光伏电能的就地消纳,构建基于可时移农业负荷的光伏智慧农业大棚微型能源网。采用数学建模的方法对微源和负荷进行精准建模研究,并采用变学习因子的二阶振荡文化粒子群求解算法对微型能源网经济调度模型进行求解,最后对负荷时移前后各供能设备的出力和日综合费用进行了对比。仿真结果表明:对可时移负荷进行调度可以降低系统日综合运行成本,单日成本下降了7.3%。本研究所建模型和提出的算法可以有效实现微型能源网多种能量流的经济合理利用。