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风电–多端柔直送出系统电压源型控制 被引量：20
1
作者 杨仁炘 施刚 +2 位作者 蔡旭 梁军 李根 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1498-1509,共12页
为解决风电–多端直流送出系统并网带来的惯量缺失及稳定性问题,该文提出一种适用于受端换流站的电压源型控制策略。在受端换流站利用直流母线等效电容固有动态特性实现无锁相环自主电网同步控制,使受端换流站对交流电网体现为电压源,... 为解决风电–多端直流送出系统并网带来的惯量缺失及稳定性问题,该文提出一种适用于受端换流站的电压源型控制策略。在受端换流站利用直流母线等效电容固有动态特性实现无锁相环自主电网同步控制,使受端换流站对交流电网体现为电压源,解决并入弱电网的谐振问题;并在直流侧附加虚拟电阻,使直流侧体现为下垂特性,以协调多受端换流站间的功率分配。此外,受端换流站直流侧电压还能自主响应电网频率变化,自动调节直流系统潮流,从风场或其他电网调用功率,为出现频率偏差的电网提供频率支撑。最后通过PSCAD/EMTDC仿真软件构建四端直流系统仿真算例,验证所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 多端柔性直流输电 风电场 电压源型控制 惯量响应 自同步
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海上全直流型风电场的电压源型控制 被引量：18
2
作者 杨仁炘 施刚 蔡旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A02期546-547,548-557,共3页
为解决风电场内网交流集电线路的无功充电电流及过电压问题,采用直流汇集和传输并网的全直流风场,将成为大型海上风场电力汇集与并网的一种可行方案。针对大规模全直流风场并网带来的惯量缺失问题,提出一种全直流风场的协调控制方法,包... 为解决风电场内网交流集电线路的无功充电电流及过电压问题,采用直流汇集和传输并网的全直流风场,将成为大型海上风场电力汇集与并网的一种可行方案。针对大规模全直流风场并网带来的惯量缺失问题,提出一种全直流风场的协调控制方法,包括岸上换流站的惯性同步控制、直流升压站的快速电压控制、直流风电机组的惯量响应及一次调频控制。在这种控制方式下,全直流风场对交流主网体现为一个具有惯量响应与一次调频能力的同步发电机,实现了全直流风场的电压源型控制。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件构建全直流风场仿真算例,验证了所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 全直流风电场 电压源型控制 惯量响应 一次调频
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计及内、外部交互模态的电压源型风电场-电网稳定性量化分析 被引量：10
3
作者 桑顺 张琛 +2 位作者 蔡旭 宗皓翔 茅靖峰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2840-2853,共14页
目前关于电压源控制的研究大多面向单台风电机组,忽略了机组之间的交互作用。为此,探讨了电压源型风电机组的多机交互稳定性问题,给出了电压源型风电场–弱电网系统小信号稳定性分析与稳定裕度的量化评估方法。同时,考虑风电场与电网及... 目前关于电压源控制的研究大多面向单台风电机组,忽略了机组之间的交互作用。为此,探讨了电压源型风电机组的多机交互稳定性问题,给出了电压源型风电场–弱电网系统小信号稳定性分析与稳定裕度的量化评估方法。同时,考虑风电场与电网及风电场内部机组之间两种交互模态,克服了常规多机稳定性分析不考虑机组之间交互模态的缺陷,提高了多机稳定性分析的精度。此外,该稳定性分析方法能够根据稳定裕度量化指标判断多台机组间的交互模态,并对风电场中稳定性较薄弱的机组进行定位,从而有针对性地优化薄弱机组的控制参数,提高风电场的稳定性。研究结果表明,经过稳定性分析与致稳控制,电压源型风电场能够在短路比接近1的弱电网下稳定运行。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 风电场稳定性 弱电网 稳定裕度 交互模态 阻抗建模 频域模态分析 电压源型控制
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电压源型双馈风电机组低压穿越控制策略 被引量：5
4
作者 王鑫达 张澳 +3 位作者 李少林 宋鹏 张扬帆 张学广 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期21-29,共9页
在电网深度故障情况下,电压源型双馈风电机组控制环节中的惯量和阻尼作用不利于风电机组低压穿越。根据电流源型双馈风电机组的低压穿越策略提出了一种基于模式转换的电压源型双馈风电机组低压穿越控制方法,即在故障期间切换为电流源型... 在电网深度故障情况下,电压源型双馈风电机组控制环节中的惯量和阻尼作用不利于风电机组低压穿越。根据电流源型双馈风电机组的低压穿越策略提出了一种基于模式转换的电压源型双馈风电机组低压穿越控制方法,即在故障期间切换为电流源型控制方式,故障恢复后切换为电压源型控制方式。通过分析双馈风电机组电压源型和电流源型控制结构,提出基于状态变量预同步的柔性模式切换方法,实现了电压源和电流源运行模式的无冲击切换。根据风电机组低压穿越相关规定,制定暂态期间机组冲击电流抑制、有功恢复整定以及动态无功补偿方案,实现了电压源型双馈风电机组在电网深度故障情况下的低压穿越。通过仿真对上述方法的有效性进行了验证。 展开更多
关键词 电压源型控制 双馈风电机组 低压穿越 模式切换 电流源型控制 无功补偿
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提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略
5
作者 江守其 李卓易 +2 位作者 李国庆 辛业春 王丽馨 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期130-137,175,共9页
针对电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,提出了提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略。定量分析了利用柔性直流系统能量裕度提升系统惯量水平的可行性,提出了计... 针对电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,提出了提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略。定量分析了利用柔性直流系统能量裕度提升系统惯量水平的可行性,提出了计及子模块电容和电感元件能量裕度的换流站自同步控制策略,在实现无锁相环自同步的同时主动支撑受端系统惯量;在此基础上,为了解决现有控制中直流电压安全约束限制电容能量利用的问题,提出了柔性直流系统直流电压与子模块电容电压解耦控制策略及参数设计方法,通过自适应调节子模块投入数量与电容电压参考值,实现柔性直流系统内储能元件能量裕度的充分利用,并设计了其恢复策略及启动判据,有效提升了受端系统惯量水平和频率稳定性。定量评估了柔性直流系统的惯量支撑能力,并通过实时数字仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 柔性直流系统 有效转动惯量 电压源型控制 自适应解耦控制 最大惯量支撑
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弱电网下VSG-DFIG暂态功角稳定性分析及优化策略
6
作者 张澳 王鑫达 张学广 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期73-81,共9页
电压源型双馈风电机组通过采用虚拟同步机控制这种典型的构网型控制方式,可以为电网提供一定的阻尼与惯性,而在电网发生电压跌落故障时,其可能会出现与同步机相似的功角稳定问题。首先,借助等面积定则分析电网电压发生三相对称跌落时,... 电压源型双馈风电机组通过采用虚拟同步机控制这种典型的构网型控制方式,可以为电网提供一定的阻尼与惯性,而在电网发生电压跌落故障时,其可能会出现与同步机相似的功角稳定问题。首先,借助等面积定则分析电网电压发生三相对称跌落时,网侧转差功率与变功率给定值对暂态功角稳定性的影响。同时为使变功率给定控制策略在暂态期间适应网侧变流器动态变化,提出了一种基于暂态功角前馈的虚拟同步机控制双馈风电机组稳定性优化方法。将功角偏差量通过前馈的方式补偿暂态过程中虚拟同步机的不平衡转矩,加速功角越过暂态期间平衡点后的减速过程。通过暂态功角曲线的加减速面积确定前馈系数的选取范围,在保证功角收敛的情况下维持电压源型控制穿越故障。最后,通过仿真与硬件在环实验平台验证上述理论分析的正确性及优化方法的有效性。 展开更多
关键词 电压源型控制 双馈风电机组 虚拟同步机控制 等面积定则 暂态功角前馈
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海上风电–柔直并网系统自同步电压源控制与电网故障穿越 被引量：26
7
作者 杨仁炘 张琛 +4 位作者 蔡旭 施刚 李建华 缪源诚 曹路 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期4823-4834,共12页
采用柔性直流输电技术送出是大规模海上风电的发展趋势。由于电流控制型的海上风电–柔直并网系统隔离了风电场的惯量,电压源控制方式成为应对新能源主导电力系统稳定运行的一种有效途径。现有海上风电–柔直并网系统的电压源控制研究... 采用柔性直流输电技术送出是大规模海上风电的发展趋势。由于电流控制型的海上风电–柔直并网系统隔离了风电场的惯量,电压源控制方式成为应对新能源主导电力系统稳定运行的一种有效途径。现有海上风电–柔直并网系统的电压源控制研究多集中于控制实现与稳态特性方面,而针对该系统故障控制方面的研究十分匮乏。该文提出一种具备故障穿越能力的海上风电–柔直并网系统自同步电压源控制策略。在受端换流器中,通过子模块能量与同步发电机转子的类比及直流侧的解耦控制,兼顾了对直流母线电压的灵活控制和对电网频率的无锁相环自同步,并改善了通过直流母线电压向送端换流器传递电网频率时的抗扰性能。送端换流器从直流电压中提取电网频率并镜像到其交流侧,辅助海上风电场实现对电网的惯量响应。进一步地,设计受端换流器的电网故障穿越策略,在实现对输出电流限幅的同时,确保了受端换流器的功角稳定。最后,在PSCAD/EMTDC软件中通过仿真验证所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 柔性直流输电 海上风电场 自同步电压源型控制 惯量响应 电网故障穿越 模块化多电平变换器
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多端柔性交直流配电网接纳电动汽车能力评估方法 被引量：3
8
作者 张明珂 邱晓燕 +2 位作者 孙旭 张志荣 任昊 《电气传动》 2022年第18期53-59,共7页
电动汽车的大规模接入将对配电网的安全运行产生重大影响,传统交流配电网对电动汽车的接纳能力有限,而多端柔性交直流配电网由于具有良好的潮流控制能力以及较低的线路损耗,相比于传统交流配电网能够有效提升接纳电动汽车的能力。首先,... 电动汽车的大规模接入将对配电网的安全运行产生重大影响,传统交流配电网对电动汽车的接纳能力有限,而多端柔性交直流配电网由于具有良好的潮流控制能力以及较低的线路损耗,相比于传统交流配电网能够有效提升接纳电动汽车的能力。首先,将马尔科夫链与交通网结合,建立了路网耦合下的电动汽车充电负荷时空分布模型。随后,考虑多端柔性交直流配电网中电压源型换流器(VSC)的潮流控制特性,提出了一种多端柔性交直流配电网接纳电动汽车能力的评估方法。最后,通过算例评估了多端柔性交直流配电网直流网络结构以及VSC控制方式对接纳能力的影响。 展开更多
关键词 多端柔性 交直流配电网 电动汽车 接纳能力 电压源型换流器控制方法
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