串联混合型直流输电系统的小信号模型及其稳定性研究 被引量：9

1

作者 郭春义 崔鹏 +2 位作者 郑安然 赵成勇 李丹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期5569-5580,共12页

针对高压端采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC)、低压端采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)串联构成的串联混合型直流输电系统,该文建立了其状态空间及小信号模型。推导LCC与MMC在交、直流侧的... 针对高压端采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC)、低压端采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)串联构成的串联混合型直流输电系统,该文建立了其状态空间及小信号模型。推导LCC与MMC在交、直流侧的数学模型,换流站间及换流站与交直流系统间的接口模型,建立包含LCC、考虑详细内部动态特性的MMC、直流输电线路、交流系统的串联混合型直流输电系统状态空间模型及对应的小信号模型,并与电磁暂态仿真模型的动态响应特性进行对比,验证所提建模方法的准确性。研究了受端交流系统强度对串联混合型直流输电系统小信号稳定性的影响,结果表明高压端LCC和低压端MMC之间的耦合作用在一定程度上降低了弱交流系统下串联混合系统的稳定裕度。 展开更多

关键词 电网换相换流器(LCC) 模块化多电平换流器(MMC) 串联混合型直流输电系统 小信号模型 小信号稳定性

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含混合型MMC的多端柔性直流输电系统短路电流计算方法

2

作者 杨欢欢 杨荣照 +5 位作者 王泽青 邱建 付超 高琴 朱泽翔 姜拓 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期63-73,共11页

多端柔性直流输电系统中存在多个换流站,换流站之间复杂的耦合关系使得直流短路电流的计算成为一个难题。针对含混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的多端柔性直流系统应用场景,首先搭建了故障穿越前后混合型... 多端柔性直流输电系统中存在多个换流站,换流站之间复杂的耦合关系使得直流短路电流的计算成为一个难题。针对含混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的多端柔性直流系统应用场景,首先搭建了故障穿越前后混合型MMC的故障等效模型,并从混合型MMC直流故障穿越期间电路结构变化的角度出发,分析了直流故障穿越对多端柔性直流系统各支路短路电流的影响,在此基础上基于叠加定理提出直流故障穿越附加网络的概念。然后结合多端系统的近似解耦解析计算方法和直流故障穿越附加网络的概念,提出含混合型MMC的多端系统直流故障穿越期间的短路电流计算方法。最后,基于PSCAD/EMTDC平台的电磁暂态仿真结果表明,所提出的计算方法在故障发生6 ms内计算的短路电流值最大误差均在±6%以内,且具有良好的适用性,为含有混合型MMC的多端柔直系统的规划设计与保护整定提供了参考。 展开更多

关键词 多端柔性直流输电系统 混合型MMC 直流故障穿越 网络等效 短路电流计算

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特高压混合多端直流输电系统中串联换流阀组间的电压平衡控制策略 被引量：20

3

作者 郑安然 郭春义 +1 位作者 崔鹏 赵成勇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期3408-3414,共7页

特高压混合多端直流输电系统结合了电网换相换流器(line commutated converter,LCC)与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的优势,可以实现多电源供电、多落点受电的远距离大容量输送要求。针对特高压混合多端直流输... 特高压混合多端直流输电系统结合了电网换相换流器(line commutated converter,LCC)与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的优势,可以实现多电源供电、多落点受电的远距离大容量输送要求。针对特高压混合多端直流输电系统中同一换流站内串联换流阀组之间的电压不平衡问题,分析了电压不平衡的原因,并提出了一种基于串联换流阀组间电压–功率偏差量的电压平衡控制策略,该控制策略简单有效便于工程实现。然后基于PSCAD/EMTDC搭建了特高压多端混合直流系统的仿真模型,通过对比切除/投入电压平衡控制时系统的动态特性验证了电压平衡控制策略的有效性。为进一步分析该控制策略对系统动态性能的影响,研究了特高压混合多端系统在功率阶跃变化和交流故障情况的动态响应,结果表明所提出的控制策略简单有效,且在不同运行工况下均可以实现串联换流阀组之间的电压平衡。 展开更多

关键词 特高压混合多端直流输电系统 串联换流阀组 电压–功率偏差量 电压平衡控制

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LCC-MMC混合直流输电系统整流侧故障穿越控制策略 被引量：28

4

作者 蔡宜君 文明浩 +2 位作者 陈玉 史亚光 秦瑜 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第14期1-8,共8页

整流侧采用电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC),逆变侧采用模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)构成的混合直流输电系统,结合了LCC、MMC的优点;同时,当MMC为半桥子模块和全桥子模块各占50%的混合型MMC时... 整流侧采用电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC),逆变侧采用模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)构成的混合直流输电系统,结合了LCC、MMC的优点;同时,当MMC为半桥子模块和全桥子模块各占50%的混合型MMC时,系统具有较强的交直流故障穿越能力。针对整流侧交流系统严重故障下半桥子模块和全桥子模块电容电压不平衡的问题,提出一种改进的环流控制策略。改进的环流控制策略通过检测MMC的运行工况,调整环流控制器的参考值,从而使桥臂电流具有正负交替的特性。其次,提出基于虚拟电阻和电流指令限值的故障暂态电流抑制策略,能够抑制故障穿越期间交直流电流的振荡,确保系统安全稳定运行。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建LCC-MMC混合直流输电系统,仿真验证了所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 混合直流输电系统 混合型模块化多电平换流器 电容电压平衡 环流 故障穿越

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LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统故障穿越控制策略 被引量：5

5

作者 张楠 徐政 张哲任 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期39-45,53,共8页

送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用全半桥子模块混合型模块化多电平变流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,当受端交流系统发生故障时,受端交流电压跌落,受端功率传输受阻,盈余的功率导致子模块电容过电压,甚至可能造成设备的... 送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用全半桥子模块混合型模块化多电平变流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,当受端交流系统发生故障时,受端交流电压跌落,受端功率传输受阻,盈余的功率导致子模块电容过电压,甚至可能造成设备的严重损坏。为此,提出了一种基于FHMMC直流电压降压运行的受端交流系统故障穿越控制策略,使其直流电压始终低于逆变侧交流母线的电压有效值。同时,整流侧LCC保持常规的定直流电流控制,保证逆变侧的直流电流在额定值附近运行,从而实现了进入直流系统的有功功率与逆变器向受端交流系统输出的有功功率之间的平衡。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上对LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统发生的对称故障和不对称故障分别进行了仿真分析,仿真结果验证了所提控制策略能够快速有效地穿越受端交流系统故障,并抑制子模块电容过电压。 展开更多

关键词 混合直流输电 电网换相换流器 全半桥子模块混合型模块化多电平换流器 受端交流系统故障穿越 过电压抑制

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混合多端直流输电系统柔直换流阀电气应力抑制策略研究 被引量：12

6

作者 王先为 张军 +3 位作者 杨美娟 张浩 吴金龙 姚为正 《智慧电力》 北大核心 2018年第8期32-38,共7页

混合多端直流输电系统中逆变站采用子模块混合型模块化多电平电压源换流器(MMC)并联,因此对子模块混合型MMC换流阀电气应力及抑制策略进行研究对于系统安全性和可靠性分析具有重要的意义。首先分析了混合多端直流输电系统运行原理;然后... 混合多端直流输电系统中逆变站采用子模块混合型模块化多电平电压源换流器(MMC)并联,因此对子模块混合型MMC换流阀电气应力及抑制策略进行研究对于系统安全性和可靠性分析具有重要的意义。首先分析了混合多端直流输电系统运行原理;然后进一步分析了MMC换流阀电气应力产生机理,并在此基础上提出了MMC换流阀电气应力抑制策略;最后在PSCAD/EMTDC软件中建立3端LCC+MMC+MMC型混合直流输电系统,并对MMC换流阀电气应力抑制策略进行了仿真验证。通过本文研究可知,故障发生过程中非故障换流站持续注入能量是MMC换流阀电气应力增大的主要原因,采用泄能装置后可以有效抑制MMC换流阀的电气应力。 展开更多

关键词 混合多端直流输电系统 子模块混合型MMC 换流阀电气应力 泄能装置

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一种应用于LCC高压直流输电的级联H桥混合型有源滤波器 被引量：9

7

作者 李双健 杜夏冰 +3 位作者 贾秀芳 季一鸣 赵成勇 史善哲 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1409-1416,共8页

针对传统无源滤波器占地面积大、容易与交流系统阻抗引发谐振等缺陷,提出一种适应于LCC-HVDC系统交流侧滤波的级联H桥混合型有源滤波器及控制策略,该混合型有源滤波器采用12/24次单调谐滤波器与基于级联H桥的有源滤波器直接串联的方案... 针对传统无源滤波器占地面积大、容易与交流系统阻抗引发谐振等缺陷,提出一种适应于LCC-HVDC系统交流侧滤波的级联H桥混合型有源滤波器及控制策略,该混合型有源滤波器采用12/24次单调谐滤波器与基于级联H桥的有源滤波器直接串联的方案。然后,提出了电流控制器基于准比例谐振控制,兼顾滤波和动态无功补偿的协同控制策略。最后,基于电网阻抗和滤波器阻抗进行了系统稳定性分析,根据奈奎斯特稳定判据确定了避免系统发生谐振的控制延时范围。理论分析与仿真结果表明,该滤波器滤波效果良好,能够有效减少传统无源滤波器的占地面积,在控制延时范围内系统能够稳定运行。 展开更多

关键词 LCC高压直流输电 混合型有源滤波器 无源滤波器 设备占地 系统稳定

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多端高压直流输电系统保护动作策略 被引量：23

8

作者 王俊生 吴林平 郑玉平 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期101-106,123,共7页

多端高压直流输电(HVDC)系统保护动作后故障处理策略的选择与多端系统结构密切相关。详细分析了串联型和并联型多端直流输电系统的闭锁和线路故障再启动逻辑2类保护动作后故障处理策略,并简要介绍了其他保护动作处理策略。快速移相及同... 多端高压直流输电(HVDC)系统保护动作后故障处理策略的选择与多端系统结构密切相关。详细分析了串联型和并联型多端直流输电系统的闭锁和线路故障再启动逻辑2类保护动作后故障处理策略,并简要介绍了其他保护动作处理策略。快速移相及同时投旁通对是串联型常用的闭锁策略;并联型常采用闭锁脉冲策略,以及禁止投旁通对策略。对串联型而言,极隔离实际上是换流器隔离;由于存在多条多电压等级的直流线路,从而线路故障处理策略复杂度很高;功率回降和极平衡需各主控站协同处理;新增合大地回线开关的处理策略。对并联型而言,线路故障处理需各整流站协同处理;新增降电流后闭锁策略;新增分断直流线路开关策略,便于隔离故障直流线路。 展开更多

关键词 高压直流输电 多端直流输电系统 故障处理策略 串联型 并联型

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多馈入直流输电系统交流侧滤波方案的设计 被引量：19

9

作者 李战鹰 任震 曾坚勇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期27-30,共4页

随着高压直流输电(HVDC)系统的发展及多馈入直流输电系统的逐步形成,多馈入直流系统的谐波问题日显突出。由于多馈入直流系统交流侧的母线电压严重畸变,现有的针对单谐波源的滤波方案已不再适用。文章提出了一种新的适用于多馈入直流输... 随着高压直流输电(HVDC)系统的发展及多馈入直流输电系统的逐步形成,多馈入直流系统的谐波问题日显突出。由于多馈入直流系统交流侧的母线电压严重畸变,现有的针对单谐波源的滤波方案已不再适用。文章提出了一种新的适用于多馈入直流输电系统的交流侧滤波方案,即在系统与负载之间并联由无源滤波器串联有源滤波器构成的混合滤波器,再在该混合滤波器之前与负荷串联一个有源滤波器。仿真比较了采用混合有源滤波方案与只投入无源滤波器时的滤波仿真效果,结果表明混合有源滤波方案可以显著降低母线上的谐波含量,从而抑制了负载谐波对系统的影响。 展开更多

关键词 多馈入直流输电系统 混合滤波器 直流系统 谐波含量 有源滤波器 母线电压 高压直流输电 无源滤波器 方案 串联

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IGBT串联阀混合式高压直流断路器分断应力分析 被引量：31

10

作者 丁骁 汤广福 +2 位作者 韩民晓 高冲 王高勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1846-1856,共11页

混合式高压直流断路器分断操作是体现断路器本质特征的核心功能。断路器分断故障大电流这一暂态过程中产生的应力是断路器电气特性研究的重点。应力分析是断路器电气、结构和试验系统设计的理论基础,其相关研究尚属空白,需要进行全面详... 混合式高压直流断路器分断操作是体现断路器本质特征的核心功能。断路器分断故障大电流这一暂态过程中产生的应力是断路器电气特性研究的重点。应力分析是断路器电气、结构和试验系统设计的理论基础,其相关研究尚属空白,需要进行全面详细的解析。该文首先在断路器拓扑结构和分断运行分析的基础上研究混合式高压直流断路器毫秒级分断全过程和微秒级换流过程相关应力特性,并论述两种时间维度暂态过程之间的联系。然后,建立的断路器PSCAD/EMTDC器件级运行数字仿真电路验证毫秒级分断过程和微秒级换流过程相关应力特性及其影响因子。最后,实施的200kV断路器整机,100kV、50kV断路器单元以及单一电力电子模块分断试验结果验证仿真电路和数学分析的准确性。该文结果可指导IGBT串联阀混合式高压直流断路器电气结构和试验系统的设计。 展开更多

关键词 柔性直流输电系统 IGBT串联阀 混合式高压直流断路器 子模块 关断应力 分断操作

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直流输电系统直流侧的有源滤波技术

11

作者 赵国生 《华北水利水电学院学报》 2004年第4期31-34,共4页

对高压直流输电系统产生的谐波进行了分析,并针对谐波的特点提出了一种串联混合型有源滤波方法,介绍了该有源滤波方法的原理及其控制技术,并进行了实验测试.测试结果表明,该串联混合型有源滤波技术对高压直流输电系统直流侧产生的谐波... 对高压直流输电系统产生的谐波进行了分析,并针对谐波的特点提出了一种串联混合型有源滤波方法,介绍了该有源滤波方法的原理及其控制技术,并进行了实验测试.测试结果表明,该串联混合型有源滤波技术对高压直流输电系统直流侧产生的谐波的滤除是非常有效的,能够得到理想的结果. 展开更多

关键词 高压直流输电 混合型串联有源滤波器 谐波

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基于直流风电机组的风电全直流输电系统综述 被引量：20

12

作者 李战龙 王祥君 +1 位作者 王海云 冯其塔 《电测与仪表》 北大核心 2022年第12期14-24,共11页

随着海上风电场远海化、大规模大容量化发展,由直流风电机组构建的风电全直流输电系统,凭借其可以避免使用笨重的工频交流变压器,解决因交流电缆导致的无功充电电流问题等特点,已成为海上风力发电技术研究的热点之一。文中根据升压方式... 随着海上风电场远海化、大规模大容量化发展,由直流风电机组构建的风电全直流输电系统,凭借其可以避免使用笨重的工频交流变压器,解决因交流电缆导致的无功充电电流问题等特点,已成为海上风力发电技术研究的热点之一。文中根据升压方式的不同将风电全直流输电系统方案分为升压装置升压型和串联升压型两大类;根据系统结构的不同,进一步将升压装置升压型系统方案分为集中升压型、两级升压型、机端升压型、升压站直流并联型以及升压站直流串联型五种系统方案,将串联升压型系统方案分为直接串联型、串-并联型、并-串联型以及矩阵型四种系统方案;介绍了各种方案的系统结构及其优缺点,并对各种方案的特点进行了分析与比较,结合各种方案特点指出其适用场景;就目前风电全直流输电系统研究存在的主要问题及发展趋势进行了总结与展望。 展开更多

关键词 直流风电机组 海上风电 全直流输电系统 升压装置升压 串联升压

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高低阀串联型特高压柔性直流不控整流异步充电时分压特性及其对系统的影响

13

作者 刘汉军 周竞宇 +2 位作者 盛俊毅 任成林 胡雨龙 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2023年第10期22-31,共10页

乌东德特高压多端混合直流输电工程是目前世界电压等级最高、容量最大的柔性直流输电工程,具备无闭锁直流故障穿越能力,然而该工程为全桥+半桥混连结构,不控整流异步充电时交流断路器未合闸的阀组全桥模块被动充电,阀组直流端口呈现感... 乌东德特高压多端混合直流输电工程是目前世界电压等级最高、容量最大的柔性直流输电工程,具备无闭锁直流故障穿越能力,然而该工程为全桥+半桥混连结构,不控整流异步充电时交流断路器未合闸的阀组全桥模块被动充电,阀组直流端口呈现感应电压,某些接线方式甚至出现感应电压过高而引起系统跳闸停运。针对异步充电问题,从几种主要接线方式分析了阀组异步充电的分压特性和感应充电对系统的影响,提出了通过直流短接充电隔离阀组的方法解决阀组分压的问题,并根据异步充电特性提出了缩短异步充电时间间隔的方法解决阀组分压的问题。 展开更多

关键词 特高压混合多端直流输电系统 串联型换流阀 阀组分压 感应电压

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伊冯/呼辽交直流系统的次同步振荡阻尼特性分析 被引量：13

14

作者 郑蕤 肖湘宁 +1 位作者 郭春林 高本锋 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期41-46,共6页

建立了基于伊冯/呼辽交直流系统的电磁暂态模型,采用基于时域仿真实现的复转矩系数法——测试信号法,对机组施加了一系列不同频率的测试信号。计算了不同连接方式下机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性,并考察了可控串联补偿装置对该... 建立了基于伊冯/呼辽交直流系统的电磁暂态模型,采用基于时域仿真实现的复转矩系数法——测试信号法,对机组施加了一系列不同频率的测试信号。计算了不同连接方式下机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性,并考察了可控串联补偿装置对该阻尼特性的影响。最后结合时域仿真法验证了测试信号法分析结果的有效性。理论分析和仿真结果表明,在交直流系统中采用联网运行带可控串补的方式,有利于抑制高压直流输电系统和交流输电线路中串补装置引起的次同步振荡问题。 展开更多

关键词 测试信号法 交直流系统 高压直流输电 可控串联补偿 次同步振荡

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一种适用于大规模新能源远距离外送的分层混联输电系统 被引量：32

15

作者 孟沛彧 向往 +3 位作者 迟永宁 王志冰 荆江平 文劲宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期3349-3363,共15页

为实现内陆大规模风电等新能源的直流汇集与远距离输送,该文提出一种适用于不同规模风电基地分层接入的混合级联输电系统。首先介绍分层接入–混合级联输电系统的拓扑结构与运行特性。该系统为双层结构,高压阀组采用电网换相换流器,多... 为实现内陆大规模风电等新能源的直流汇集与远距离输送,该文提出一种适用于不同规模风电基地分层接入的混合级联输电系统。首先介绍分层接入–混合级联输电系统的拓扑结构与运行特性。该系统为双层结构,高压阀组采用电网换相换流器,多个模块化多电平换流器并联作为低压阀组,可实现不同规模风电基地的分层接入。随后分析系统的数学模型,并在此基础上设计协调控制方案。针对风电基地出力波动,为系统设计阀组电压自适应控制,保障系统的稳定运行。最后在PSCAD/EMTDC中搭建分层接入–混合级联输电系统仿真模型,验证控制策略的有效性。研究结果表明,该系统可为大规模风电远距离传输提供一种新选择。 展开更多

关键词 混合型直流输电系统 级联换流阀 分层接入 新能源输送 自适应下垂控制

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大规模风电场并网系统次同步振荡研究综述 被引量：181

16

作者 王伟胜 张冲 +3 位作者 何国庆 李光辉 张剑云 汪海蛟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1050-1060,共11页

在大规模风电场并网系统中,经串联补偿、弱交流系统或HVDC并网均有可能引发风电机组的次同步振荡,但产生机理与相关特性各不相同。文章首先介绍了大规模风电场经串联补偿、弱交流系统或HVDC并网系统产生次同步振荡的机理,分为次同步谐... 在大规模风电场并网系统中,经串联补偿、弱交流系统或HVDC并网均有可能引发风电机组的次同步振荡,但产生机理与相关特性各不相同。文章首先介绍了大规模风电场经串联补偿、弱交流系统或HVDC并网系统产生次同步振荡的机理,分为次同步谐振、装置引起的次同步振荡、次同步控制相互作用3个类型;然后论述了分析大规模风电场并网系统次同步振荡的主要方法,包括频率扫描分析法、特征根分析法、复转矩系数法、时域仿真法、阻抗分析法以及幅相运动分析法等;在此基础上归纳总结了次同步振荡的抑制措施,包括改变电气参数、附加阻尼控制、附加滤波装置;最后对于大规模风电场并网系统次同步振荡问题未来的研究方向予以展望。 展开更多

关键词 大规模风电场 次同步振荡 串联补偿 高压直流输电 弱交流系统 次同步控制互作用

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VSC-HVDC系统风力发电结构分析与控制 被引量：11

17

作者 徐科 吴超 +1 位作者 杨晓静 胡敏强 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期103-108,共6页

针对基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC),提出了基于永磁同步风力发电机、不控整流和Boost电路的变速直流风力发电系统结构。首先给出先并后串的新型风电场结构;然... 针对基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC),提出了基于永磁同步风力发电机、不控整流和Boost电路的变速直流风力发电系统结构。首先给出先并后串的新型风电场结构;然后建立最小串联系统的简化模型,用一种基于直流电压电流乘积控制的最大风能跟踪控制算法解析出输出电压和输出功率的关系。仿真结果表明:最小串联系统中的2个机组可以互不影响地独立运行,输出电压按照输出功率的变化而变化,同时2个机组均具有较好的最大风能跟踪精度和速度。 展开更多

关键词 基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC) 变速直流风力发电系统 最小串联系统 最大风能跟踪

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电力系统次同步振荡抑制方法概述 被引量：10

18

作者 王瑞闯 《电网与清洁能源》 2011年第2期47-51,共5页

介绍了次同步振荡研究的感应发电机效应、扭转相互作用、暂态力矩放大以及由其他电气装置引起次同步振荡的主要内容。阐述了次同步振荡的基本概念及产生的机理,并介绍了目前抑制次同步振荡的方法及发展现状,指出了需进一步研究的问题。

关键词 次同步振荡 串联补偿 柔性交流输电系统 直流输电

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