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自同步电压源永磁直驱风电机组的直流电压同步机制及其统一控制结构 被引量：7
1
作者 秦垚 王晗 +3 位作者 邓桢彦 周党生 张建文 蔡旭 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期31-41,共11页
新型电力系统呈现出新能源高比例渗透和电力电子装置高比例接入的“双高”特点,电压源控制是提高“双高”电网下风电机组并网稳定运行的有效方法。基于并网变换器直流电压同步并网的控制方法可有效实现永磁直驱风电机组的自同步电压源控... 新型电力系统呈现出新能源高比例渗透和电力电子装置高比例接入的“双高”特点,电压源控制是提高“双高”电网下风电机组并网稳定运行的有效方法。基于并网变换器直流电压同步并网的控制方法可有效实现永磁直驱风电机组的自同步电压源控制,但该控制方法下存在直流电压无法维持在设定值的问题。为解决上述问题,提出一种新型直流电压同步控制方法,在电网频率变化时控制直流电压始终维持在设定值,且使同步控制器的输出频率保留实时映射电网频率变化的特点。详细阐明了所提控制方法的同步机制,揭示了其与现有2种直流电压同步控制方法之间的本质联系与区别;在此基础上,提出上述3种直流电压同步控制方法的统一控制结构,并利用频域分析法对3种同步控制方法的动态特性、抗扰性以及阻尼特性进行了对比分析。搭建了2 MW永磁直驱风电机组的仿真模型和硬件在环实验平台,仿真和实验结果表明,所提的直流电压同步控制方法在直流电压维持恒定的前提下,同步频率可以准确实时映射电网频率变化,且扰动项对同步频率的影响不超过0.5%。 展开更多
关键词 风电机组 直流电容动态 自主同步 电压源控制 统一控制结构 硬件在环实验平台
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全功率变换风电机组的电压源控制(二):电网故障穿越控制与保护 被引量：5
2
作者 秦垚 王晗 +5 位作者 杨志千 邓桢彦 杨仁炘 敬双 张建文 蔡旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期530-542,共13页
电压源风电机组可实现对电网频率和电压的自主快速支撑,是构建新型电力系统的关键装备。惯性同步控制方法通过直流母线电压对电网频率的自主感知同步电网和进行频率响应,是实现电压源风电机组的一种有效方法。然而,当电网暂态故障时,网... 电压源风电机组可实现对电网频率和电压的自主快速支撑,是构建新型电力系统的关键装备。惯性同步控制方法通过直流母线电压对电网频率的自主感知同步电网和进行频率响应,是实现电压源风电机组的一种有效方法。然而,当电网暂态故障时,网侧变换器因输出功率受限无法控制直流母线电压稳定,打破了直流母线电压感知电网频率的机制,使得网侧变换器与电网失去同步;此外,惯性同步控制方法无电流内环,在暂态故障下容易出现过电流导致机组因自我保护而退出运行。针对上述问题,该文提出一种应对电网故障的电压源风电机组控制策略,具备暂态故障期间网侧变换器对电网同步的能力,采用电网电压和直流电压复合判断法控制同步环节准确切换,通过电压电流级联控制结构和虚拟阻抗自适应调节器有效抑制了暂态过电流,搭建了2.3MW永磁直驱风电机组的Bladed+RTDS硬件在环实验平台,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 永磁直驱风电机组 电压源控制 惯性同步 频率感知 暂态电流抑制 自适应虚拟阻抗
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风电机组的自同步电压源控制研究综述 被引量：2
3
作者 蔡旭 秦垚 +2 位作者 王晗 邓桢彦 徐思莹 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2478-2490,共13页
电力系统正朝着高比例新能源和高比例电力电子装置的“双高”特征方向发展,电压源风电机组具备建立电压、自主快速支撑电网电压和频率的能力,有助于“双高”电力系统的安全稳定运行,为“双高”电力系统的构建提供了一种可能的电源侧解... 电力系统正朝着高比例新能源和高比例电力电子装置的“双高”特征方向发展,电压源风电机组具备建立电压、自主快速支撑电网电压和频率的能力,有助于“双高”电力系统的安全稳定运行,为“双高”电力系统的构建提供了一种可能的电源侧解决方案。文章依照电压源控制方法发展的脉络,首先阐述了并网变换器的电压源控制方法,进而针对风电变流器的双变换器特征,总结了电压源控制在两种主流风电机组中的应用,包括稳态频率响应和电网故障下的限流控制及暂态电压支撑等,给出了风电机组自同步电压源技术的现状。最后,对电压源风电机组大规模应用面临的技术挑战进行了展望,指出了技术攻关的方向。 展开更多
关键词 电压源风电机组 下垂控制 虚拟同步控制 直流电容惯性同步控制 限流控制 暂态电压支撑
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华东沿海风电场群电网主动频率支撑策略 被引量：2
4
作者 李建华 曹路 +3 位作者 杨仁炘 邓桢彦 李征 蔡旭 《中国电力》 CSCD 北大核心 2023年第11期49-58,112,共11页
针对华东电网多种运行方式场景下暂态频率响应的特性,提出沿海风电场经交/直流并网的主动频率支撑的自同步电压源控制策略;在此基础上,通过基于PSCAD/EMTDC的华东电网电磁暂态等值模型,给出华东电网在不同新能源占比下的风电场电网支撑... 针对华东电网多种运行方式场景下暂态频率响应的特性,提出沿海风电场经交/直流并网的主动频率支撑的自同步电压源控制策略;在此基础上,通过基于PSCAD/EMTDC的华东电网电磁暂态等值模型,给出华东电网在不同新能源占比下的风电场电网支撑能力的要求,以及与常规同步机协同惯量响应的基本规则。仿真结果表明,华东电网在新能源占比高于30%后,风电的惯量响应对电网频率最低点的提升作用明显,随着沿海风电场群容量的快速增长,风电机组提供主动惯量支撑不可或缺;风电机组的虚拟惯性时间常数宜设置在风电机组的物理惯性时间常数附近,在需要参与系统一次调频时,应将风机变桨系统和同步机一次调频的控制进行协同优化才可避免由此产生的频率振荡。 展开更多
关键词 风电场 频率支撑 惯量响应 一次调频 高渗透比
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电压源风电机组的全风速段惯量响应控制
5
作者 邓桢彦 王伟 +5 位作者 王晗 秦垚 曹云峰 杨志千 邵昊舒 蔡旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期12-25,共14页
近年来,随着新能源装机容量的不断增大,传统以同步机为主导的电力系统呈现出惯量弱化的趋势,电力系统频率稳定面临挑战。电压源控制使得风电机组具有自主支撑电网频率和电压的能力,是构建新型电力系统的关键技术。然而,当前针对电压源... 近年来,随着新能源装机容量的不断增大,传统以同步机为主导的电力系统呈现出惯量弱化的趋势,电力系统频率稳定面临挑战。电压源控制使得风电机组具有自主支撑电网频率和电压的能力,是构建新型电力系统的关键技术。然而,当前针对电压源风电机组惯量响应的控制聚焦在最大功率点跟踪阶段,对其低恒转速、高恒转速以及恒功率阶段的惯量响应控制特性和方法缺乏系统研究,削弱了机组的总体惯量响应能力。针对上述问题,提出一种电压源风电机组的全风速段惯量响应控制方法,分析全风速段机组的惯量响应特性;提出调节器常饱和输出的双转速环控制结构实现机组的转速控制及不同运行区间的无缝切换,采用直流电压变化率和发电机转速复合判断方法实现全风速段机组的选择性惯量响应控制;提出评估机组惯量响应性能的参数指标并在此基础上给出惯量响应控制参数的设计方法。搭建了基于PSCAD的2MW永磁直驱风电机组的全电磁暂态仿真模型,验证了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁直驱风电机组 电压源控制 全风速段惯量响应 选择性惯量响应控制 无缝切换
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