双碳战略下,新能源电源渗透率的不断提升导致电力系统转动惯量降低,具备同步机的惯量和电压支撑能力成为并网变流器的重要运行需求。为此,首先提出了一种基于跟网型框架的功率控制型静止同步机控制策略。该策略通过参考功率点跟踪环和...双碳战略下,新能源电源渗透率的不断提升导致电力系统转动惯量降低,具备同步机的惯量和电压支撑能力成为并网变流器的重要运行需求。为此,首先提出了一种基于跟网型框架的功率控制型静止同步机控制策略。该策略通过参考功率点跟踪环和电压电流双闭环实现对同步机电压频率支撑特性的模拟。然后,建立了功率控制型静止同步机并网系统的状态空间模型,分析了控制参数对系统稳定性的影响,比较了所提控制与经典跟网型、构网型以及基于测量频率微分值(rate of change of frequency,RoCoF)的惯量控制的运行特性及适用场景。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所提静止同步机控制策略的有效性。展开更多
针对模块化多电平换流器型高压直流输电系统(modular multilevel converter based high-voltage direct current,MMC-HVDC),为了确保停运过程中子模块电容能够可靠且快速地放电,提出一套完整的停运控制策略。根据作用机理的不同,停运过...针对模块化多电平换流器型高压直流输电系统(modular multilevel converter based high-voltage direct current,MMC-HVDC),为了确保停运过程中子模块电容能够可靠且快速地放电,提出一套完整的停运控制策略。根据作用机理的不同,停运过程被划分为能量反馈阶段、可控能量耗散阶段和不可控能量耗散阶段。在能量反馈阶段中,通过提高调制比m,三次谐波注入,调节换流变压器变比及冗余子模块的投入,降低子模块电容电压,最大程度地将电容中的储存能量反馈至电网。在可控能量耗散阶段,子模块电容通过直流线路或者启动电阻进行放电,避免了放电电阻的使用。在不可控能量耗散阶段,子模块电容仅通过子模块电阻进行放电。最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建的400 MW/±200 kV数字仿真模型,验证所提出方法的有效性。展开更多
远海风电场具有更加丰富和稳定的风能资源,是未来风电发展的主要趋势,目前远海风电主要通过柔性直流系统并网。整流侧采用二极管不控整流单元(diode rectifier unit, DRU)具有明显的经济优势和发展前景,是学术界和工业界的研究热点。为...远海风电场具有更加丰富和稳定的风能资源,是未来风电发展的主要趋势,目前远海风电主要通过柔性直流系统并网。整流侧采用二极管不控整流单元(diode rectifier unit, DRU)具有明显的经济优势和发展前景,是学术界和工业界的研究热点。为了进一步提高远海风电送出系统的经济性,以整流侧采用DRU的高压直流输电系统为基本拓扑,提出采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案,通过把风电场交流电网的运行频率选为100~400 Hz,可以大幅度减小升压变压器和交流滤波器的体积和重量。同时,提出适用于中频不控整流直流系统的风电机组控制策略,其中,机侧换流器采用定直流电压控制,网侧换流器在全局统一参考坐标系下同时实现定功率控制和定交流侧电压控制。最后,通过PSCAD/EMTDC进行算例仿真,对所提方案的可行性进行验证。展开更多
为了便于在远距离大容量输电场景下研究直流输电技术,提出了基于3种技术方案的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)基本测试系统。首先介绍了测试系统的基本情况,包括交流系统和直流系统的主电路参数;再分别对3种技术方案...为了便于在远距离大容量输电场景下研究直流输电技术,提出了基于3种技术方案的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)基本测试系统。首先介绍了测试系统的基本情况,包括交流系统和直流系统的主电路参数;再分别对3种技术方案进行分析,包括基于电网换相型换流器(line commutated converter,LCC)的高压直流系统(LCC-HVDC)、基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流系统(MMC-HVDC)和LCC-MMC混合型HVDC系统;然后分别介绍了LCC换流站和MMC换流站的控制器结构,并给出了所有控制器的典型参数;最后,通过电磁暂态软件PSCAD/EMTDC搭建了HVDC基本测试系统的数字仿真平台,针对换流站母线多种典型交流故障和直流线路故障进行仿真,给出了测试系统在不同故障下的详细波形。所提出的测试系统不仅可以用来比较不同控制策略的性能,也可以用作仿真程序或仿真器的参考算例。展开更多
柔性直流输电技术(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)应用于远距离大容量架空线输电是实现我国能源资源优化配置的客观要求,也是电网技术发展的未来趋势。目前柔性直流输电技术扩展到架空线输电场...柔性直流输电技术(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)应用于远距离大容量架空线输电是实现我国能源资源优化配置的客观要求,也是电网技术发展的未来趋势。目前柔性直流输电技术扩展到架空线输电场合所面临的关键问题有:直流线路故障难以快速清除、输送容量难以与传统直流输电相媲拟、主接线方式和接地方式选择原则还没有定论等。针对问题1,分析现有工程所采用的拓扑结构在直流故障下的脆弱性,重点综述具有直流故障穿越能力的拓扑结构。根据其处理直流故障的特点将其划分为3种基本类型。对比分析几种典型拓扑的优缺点。针对问题2和3,为实现高电压大容量输电任务,提出基于组合式换流器的双极结构拓扑。该结构内每极由若干基本换流单元(basic converter units,BCU)串并联构成,接地极线从上下正负极结构中间引出。分析4种单元扩展的方式。综述可行的接地方式及其优缺点。最后,结合我国电网结构特点和能量流动特点,分析两种基本的柔性直流系统结构,指出其所面临的挑战和机遇。展开更多
文摘双碳战略下,新能源电源渗透率的不断提升导致电力系统转动惯量降低,具备同步机的惯量和电压支撑能力成为并网变流器的重要运行需求。为此,首先提出了一种基于跟网型框架的功率控制型静止同步机控制策略。该策略通过参考功率点跟踪环和电压电流双闭环实现对同步机电压频率支撑特性的模拟。然后,建立了功率控制型静止同步机并网系统的状态空间模型,分析了控制参数对系统稳定性的影响,比较了所提控制与经典跟网型、构网型以及基于测量频率微分值(rate of change of frequency,RoCoF)的惯量控制的运行特性及适用场景。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所提静止同步机控制策略的有效性。
文摘针对模块化多电平换流器型高压直流输电系统(modular multilevel converter based high-voltage direct current,MMC-HVDC),为了确保停运过程中子模块电容能够可靠且快速地放电,提出一套完整的停运控制策略。根据作用机理的不同,停运过程被划分为能量反馈阶段、可控能量耗散阶段和不可控能量耗散阶段。在能量反馈阶段中,通过提高调制比m,三次谐波注入,调节换流变压器变比及冗余子模块的投入,降低子模块电容电压,最大程度地将电容中的储存能量反馈至电网。在可控能量耗散阶段,子模块电容通过直流线路或者启动电阻进行放电,避免了放电电阻的使用。在不可控能量耗散阶段,子模块电容仅通过子模块电阻进行放电。最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建的400 MW/±200 kV数字仿真模型,验证所提出方法的有效性。
文摘远海风电场具有更加丰富和稳定的风能资源,是未来风电发展的主要趋势,目前远海风电主要通过柔性直流系统并网。整流侧采用二极管不控整流单元(diode rectifier unit, DRU)具有明显的经济优势和发展前景,是学术界和工业界的研究热点。为了进一步提高远海风电送出系统的经济性,以整流侧采用DRU的高压直流输电系统为基本拓扑,提出采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案,通过把风电场交流电网的运行频率选为100~400 Hz,可以大幅度减小升压变压器和交流滤波器的体积和重量。同时,提出适用于中频不控整流直流系统的风电机组控制策略,其中,机侧换流器采用定直流电压控制,网侧换流器在全局统一参考坐标系下同时实现定功率控制和定交流侧电压控制。最后,通过PSCAD/EMTDC进行算例仿真,对所提方案的可行性进行验证。
文摘为了便于在远距离大容量输电场景下研究直流输电技术,提出了基于3种技术方案的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)基本测试系统。首先介绍了测试系统的基本情况,包括交流系统和直流系统的主电路参数;再分别对3种技术方案进行分析,包括基于电网换相型换流器(line commutated converter,LCC)的高压直流系统(LCC-HVDC)、基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流系统(MMC-HVDC)和LCC-MMC混合型HVDC系统;然后分别介绍了LCC换流站和MMC换流站的控制器结构,并给出了所有控制器的典型参数;最后,通过电磁暂态软件PSCAD/EMTDC搭建了HVDC基本测试系统的数字仿真平台,针对换流站母线多种典型交流故障和直流线路故障进行仿真,给出了测试系统在不同故障下的详细波形。所提出的测试系统不仅可以用来比较不同控制策略的性能,也可以用作仿真程序或仿真器的参考算例。
文摘柔性直流输电技术(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)应用于远距离大容量架空线输电是实现我国能源资源优化配置的客观要求,也是电网技术发展的未来趋势。目前柔性直流输电技术扩展到架空线输电场合所面临的关键问题有:直流线路故障难以快速清除、输送容量难以与传统直流输电相媲拟、主接线方式和接地方式选择原则还没有定论等。针对问题1,分析现有工程所采用的拓扑结构在直流故障下的脆弱性,重点综述具有直流故障穿越能力的拓扑结构。根据其处理直流故障的特点将其划分为3种基本类型。对比分析几种典型拓扑的优缺点。针对问题2和3,为实现高电压大容量输电任务,提出基于组合式换流器的双极结构拓扑。该结构内每极由若干基本换流单元(basic converter units,BCU)串并联构成,接地极线从上下正负极结构中间引出。分析4种单元扩展的方式。综述可行的接地方式及其优缺点。最后,结合我国电网结构特点和能量流动特点,分析两种基本的柔性直流系统结构,指出其所面临的挑战和机遇。
