电网电压不对称时,在基于模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中,针对MMC交流侧输出产生的有功功率和无功功率二倍频波动问题,提出了将电网电压、电流均...电网电压不对称时,在基于模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中,针对MMC交流侧输出产生的有功功率和无功功率二倍频波动问题,提出了将电网电压、电流均变换至正序dq坐标系下进行电流参考值计算的控制策略,可同时抑制MMC交流侧输出的有功功率和无功功率的二倍频波动。此外,电网电压不对称时,在正序dq坐标系下,电压d、q轴分量中除直流分量外,还将含有由负序分量引起的二倍频分量。若在锁相环的设计中不考虑此二倍频分量,则电网电压不对称时系统整体控制性能将会受到影响。据此设计了基于二倍频陷波器的频率自适应锁相环,在电网电压不对称情况下可准确锁定正序电压相位,并计算电网正序电压幅值及负序电压在正序d、q轴上的分量值,用于所提控制方法中的dq变换及功率波动抑制环节中电流参考值的计算。最后通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。展开更多
为解决双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)采用综合惯量控制时固有调速器的抑制作用,及转速恢复时系统频率二次跌落(secondary frequency dip,SFD)的问题,提出了基于模糊推算和动态控制的风储联合调频控制策略。首先...为解决双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)采用综合惯量控制时固有调速器的抑制作用,及转速恢复时系统频率二次跌落(secondary frequency dip,SFD)的问题,提出了基于模糊推算和动态控制的风储联合调频控制策略。首先分析了电力系统频率响应特性,揭示了输出功率抑制量(output power suppression amount,OPSA)与SFD的产生机理。其次在DFIG频率支撑阶段,基于系统频率指标对综合惯量控制系数进行模糊逻辑设计,减小OPSA影响并提升DFIG调频能力。然后在转速恢复阶段,根据DFIG转速变化动态计算储能有功功率参考值,调整储能输出以减小SFD,并设计变系数比例-积分(proportional-integral,PI)控制以平滑恢复储能荷电状态(state of charge,SOC)。最后,在MATLAB/Simulink中搭建风-储-火四机两区域电力系统仿真模型,验证了所提策略的有效性,保证了高风电渗透率电力系统的频率稳定性。展开更多
传统高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)过程的实现主要是针对转子过电流或直流母线过电压的单一场景设计控制策略,容易产生控制盲区。为此,提出一种基于转子电流反馈与功率不平衡响应的高电压穿越控制策略。为抑制转子过电流...传统高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)过程的实现主要是针对转子过电流或直流母线过电压的单一场景设计控制策略,容易产生控制盲区。为此,提出一种基于转子电流反馈与功率不平衡响应的高电压穿越控制策略。为抑制转子过电流,在检测定子电压和电流的基础上,通过分解定子磁链获得转子电流直流分量参考值,将转子回路实际电流作为反馈量抵消转子回路中的直流电流分量。另外,考虑到直流母线过电压容易导致高电压穿越失败,采用功率平衡关系式推导稳定直流电压所需的控制电流参考值。若控制电流超过变流器允许工作电流范围,则考虑将输出电流限值作为控制电流参考值以最大限度利用变流器控制能力,降低直流母线过电压。仿真结果表明:所提出的控制策略能在降低过电流以及直流母线过电压的同时确保良好的动态响应性能。展开更多
风电并网存在功率及公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)电压波动问题,常规方法为采用储能装置与无功补偿装置分别进行调节,但会导致系统结构复杂。文中研究了一种基于模块化多电平变换器拓扑的电池储能系统(Modular Multilevel C...风电并网存在功率及公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)电压波动问题,常规方法为采用储能装置与无功补偿装置分别进行调节,但会导致系统结构复杂。文中研究了一种基于模块化多电平变换器拓扑的电池储能系统(Modular Multilevel Converter Based Battery Energy Storage System,MMC-BESS),可对风电场功率及电压进行综合调节。由于风速的随机性导致风电场输出功率波动,提出将风电场有功功率输入到一阶低通滤波器中,滤波器输出与输入的差作为MMC-BESS有功参考信号,以平滑风电场并网功率。由于风电场负荷突变导致PCC电压波动,提出将PCC电压的d轴分量与额定值作差,通过PI调节生成无功参考电流,实现PCC电压调节,在模拟风电场场景下进行实验,实验结果验证了风电场中MMC-BESS四象限功率补偿能力。展开更多
将基于占空比优化的预测功率控制(Predictive Power Control,PPC)策略应用于静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定...将基于占空比优化的预测功率控制(Predictive Power Control,PPC)策略应用于静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,并详细地分析了造成系统功率脉动过大现象的本质原因。根据查找表(Look Up Table,LUT)得到消除系统功率误差最优的电压矢量后,采用占空比优化的方式对该电压矢量进行幅值修正,构建了一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数。基于多CPU的控制平台进行了STATCOM系统样机实验,实验结果表明所提PPC策略有效地抑制系统的功率脉动、恒定系统的开关频率,同时其保留了传统DPC策略高动态响应的优异特性。展开更多
文摘电网电压不对称时,在基于模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中,针对MMC交流侧输出产生的有功功率和无功功率二倍频波动问题,提出了将电网电压、电流均变换至正序dq坐标系下进行电流参考值计算的控制策略,可同时抑制MMC交流侧输出的有功功率和无功功率的二倍频波动。此外,电网电压不对称时,在正序dq坐标系下,电压d、q轴分量中除直流分量外,还将含有由负序分量引起的二倍频分量。若在锁相环的设计中不考虑此二倍频分量,则电网电压不对称时系统整体控制性能将会受到影响。据此设计了基于二倍频陷波器的频率自适应锁相环,在电网电压不对称情况下可准确锁定正序电压相位,并计算电网正序电压幅值及负序电压在正序d、q轴上的分量值,用于所提控制方法中的dq变换及功率波动抑制环节中电流参考值的计算。最后通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。
文摘为解决双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)采用综合惯量控制时固有调速器的抑制作用,及转速恢复时系统频率二次跌落(secondary frequency dip,SFD)的问题,提出了基于模糊推算和动态控制的风储联合调频控制策略。首先分析了电力系统频率响应特性,揭示了输出功率抑制量(output power suppression amount,OPSA)与SFD的产生机理。其次在DFIG频率支撑阶段,基于系统频率指标对综合惯量控制系数进行模糊逻辑设计,减小OPSA影响并提升DFIG调频能力。然后在转速恢复阶段,根据DFIG转速变化动态计算储能有功功率参考值,调整储能输出以减小SFD,并设计变系数比例-积分(proportional-integral,PI)控制以平滑恢复储能荷电状态(state of charge,SOC)。最后,在MATLAB/Simulink中搭建风-储-火四机两区域电力系统仿真模型,验证了所提策略的有效性,保证了高风电渗透率电力系统的频率稳定性。
文摘传统高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)过程的实现主要是针对转子过电流或直流母线过电压的单一场景设计控制策略,容易产生控制盲区。为此,提出一种基于转子电流反馈与功率不平衡响应的高电压穿越控制策略。为抑制转子过电流,在检测定子电压和电流的基础上,通过分解定子磁链获得转子电流直流分量参考值,将转子回路实际电流作为反馈量抵消转子回路中的直流电流分量。另外,考虑到直流母线过电压容易导致高电压穿越失败,采用功率平衡关系式推导稳定直流电压所需的控制电流参考值。若控制电流超过变流器允许工作电流范围,则考虑将输出电流限值作为控制电流参考值以最大限度利用变流器控制能力,降低直流母线过电压。仿真结果表明:所提出的控制策略能在降低过电流以及直流母线过电压的同时确保良好的动态响应性能。
文摘风电并网存在功率及公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)电压波动问题,常规方法为采用储能装置与无功补偿装置分别进行调节,但会导致系统结构复杂。文中研究了一种基于模块化多电平变换器拓扑的电池储能系统(Modular Multilevel Converter Based Battery Energy Storage System,MMC-BESS),可对风电场功率及电压进行综合调节。由于风速的随机性导致风电场输出功率波动,提出将风电场有功功率输入到一阶低通滤波器中,滤波器输出与输入的差作为MMC-BESS有功参考信号,以平滑风电场并网功率。由于风电场负荷突变导致PCC电压波动,提出将PCC电压的d轴分量与额定值作差,通过PI调节生成无功参考电流,实现PCC电压调节,在模拟风电场场景下进行实验,实验结果验证了风电场中MMC-BESS四象限功率补偿能力。
文摘将基于占空比优化的预测功率控制(Predictive Power Control,PPC)策略应用于静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,并详细地分析了造成系统功率脉动过大现象的本质原因。根据查找表(Look Up Table,LUT)得到消除系统功率误差最优的电压矢量后,采用占空比优化的方式对该电压矢量进行幅值修正,构建了一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数。基于多CPU的控制平台进行了STATCOM系统样机实验,实验结果表明所提PPC策略有效地抑制系统的功率脉动、恒定系统的开关频率,同时其保留了传统DPC策略高动态响应的优异特性。
