含分布式电源(distributed generation,DG)的双极直流配电系统是未来配电网发展的重要形态之一,但由于DG接入方式、数量、容量、位置以及系统正负极负荷不平衡对系统静暂态电压稳定性影响不同,目前相关研究尚缺乏对此问题的分析。该文...含分布式电源(distributed generation,DG)的双极直流配电系统是未来配电网发展的重要形态之一,但由于DG接入方式、数量、容量、位置以及系统正负极负荷不平衡对系统静暂态电压稳定性影响不同,目前相关研究尚缺乏对此问题的分析。该文首先将DG等效为受控电流源,推导分析了DG接入方式、容量及负荷不平衡度对系统静态下电压不平衡度的影响;其次,基于单极故障下光伏型DG与交流电网暂态放电情况,推导分析了DG接入方式、位置、容量与系统暂态电压稳定性的关系;再者,基于多目标蜣螂优化算法提出以系统静暂态电压稳定性与DG接入成本为目标的DG接入方案规划方法,采用熵权逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)法筛选出DG接入的最佳折中方案。最后在Matlab/Simulink仿真平台搭建改进IEEE14、IEEE33双极直流配电系统验证该文所提优化方法的普适性和有效性。展开更多
针对变换器并联系统在大扰动下的暂态同步稳定性问题,当前的研究因缺乏有效的非线性动力学系统分析方法而面临着巨大挑战。为此,将新能源经柔直外送系统作为研究场景,建立系统的暂态交互模型,构造解析的李雅普诺夫函数,再利用直接法估...针对变换器并联系统在大扰动下的暂态同步稳定性问题,当前的研究因缺乏有效的非线性动力学系统分析方法而面临着巨大挑战。为此,将新能源经柔直外送系统作为研究场景,建立系统的暂态交互模型,构造解析的李雅普诺夫函数,再利用直接法估计系统的稳定域。据此,进一步给出基于临界能量的系统暂态同步稳定判据。根据理论推导,揭示了新能源侧并网变换器和柔直送端变换器之间的耦合关系。从能量的角度分析了控制参数对同步稳定性的影响,以及控制方式对判定结果的影响。最后,在Matlab/Simulink中搭建基于模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current transmission,MMC-HVDC)送出的新能源外送系统仿真模型,验证了所提方法的有效性和分析结果的正确性。展开更多
虚拟同步补偿器(virtual synchronous compensator,VSCOM)通过将虚拟同步机控制结合到静止无功发生器(static var generator,SVG)中,能够实现对电网电压的主动支撑,改善SVG的弱电网适应性。然而,基于构网型控制的VSCOM作为无功补偿与采...虚拟同步补偿器(virtual synchronous compensator,VSCOM)通过将虚拟同步机控制结合到静止无功发生器(static var generator,SVG)中,能够实现对电网电压的主动支撑,改善SVG的弱电网适应性。然而,基于构网型控制的VSCOM作为无功补偿与采用跟网型控制的新能源并网变换器(renewable energy grid-connected converter,REGC)的交互特性更为复杂,因此为研究电网大扰动下VSCOM对REGC暂态同步稳定性的影响。首先根据VSCOM的特性提出了VSCOM的恒电压限流控制。其次,基于该控制建立数学模型,分析VSCOM对REGC的静态稳定极限的改善效果。然后,通过构建VSCOM与REGC的暂态模型,考虑短路比、控制参数、无功容量,研究VSCOM对REGC暂态同步稳定性的影响机理。最后,基于MATLAB/Simulink平台搭建电磁暂态仿真模型验证理论分析的正确性。展开更多
由跟网型变换器(grid-following voltage source converter,GFL-VSC)及构网型变换器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)构成的混联系统中,复杂的暂态交互作用使系统的安全稳定运行面临挑战,明确变换器间的动态耦合机理及...由跟网型变换器(grid-following voltage source converter,GFL-VSC)及构网型变换器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)构成的混联系统中,复杂的暂态交互作用使系统的安全稳定运行面临挑战,明确变换器间的动态耦合机理及其对系统暂态稳定性的影响至关重要。GFM-VSC中设置的电流限幅环节会导致其暂态运行方式发生切换,进一步增加了GFM-VSC与GFL-VSC之间的耦合机理的复杂性。为揭示GFM-VSC发生暂态模式切换时与GFL-VSC之间的动态耦合机理及该耦合对GFM-VSC故障恢复过程的作用机制,首先,建立考虑GFM-VSC限幅环节的混联系统暂态耦合模型;基于此模型,分析故障期间及故障切除后,GFL-VSC的参数对GFM-VSC工作模式切换的影响机理;随后,针对不同程度的电网电压跌落故障,分析故障切除后GFM-VSC的工作模式切换过程,得到混联系统中GFM-VSC在故障切除后可切换回正常工作模式的临界条件;最后,构建混联系统的仿真模型,验证理论分析的正确性。展开更多
文摘含分布式电源(distributed generation,DG)的双极直流配电系统是未来配电网发展的重要形态之一,但由于DG接入方式、数量、容量、位置以及系统正负极负荷不平衡对系统静暂态电压稳定性影响不同,目前相关研究尚缺乏对此问题的分析。该文首先将DG等效为受控电流源,推导分析了DG接入方式、容量及负荷不平衡度对系统静态下电压不平衡度的影响;其次,基于单极故障下光伏型DG与交流电网暂态放电情况,推导分析了DG接入方式、位置、容量与系统暂态电压稳定性的关系;再者,基于多目标蜣螂优化算法提出以系统静暂态电压稳定性与DG接入成本为目标的DG接入方案规划方法,采用熵权逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)法筛选出DG接入的最佳折中方案。最后在Matlab/Simulink仿真平台搭建改进IEEE14、IEEE33双极直流配电系统验证该文所提优化方法的普适性和有效性。
文摘针对变换器并联系统在大扰动下的暂态同步稳定性问题,当前的研究因缺乏有效的非线性动力学系统分析方法而面临着巨大挑战。为此,将新能源经柔直外送系统作为研究场景,建立系统的暂态交互模型,构造解析的李雅普诺夫函数,再利用直接法估计系统的稳定域。据此,进一步给出基于临界能量的系统暂态同步稳定判据。根据理论推导,揭示了新能源侧并网变换器和柔直送端变换器之间的耦合关系。从能量的角度分析了控制参数对同步稳定性的影响,以及控制方式对判定结果的影响。最后,在Matlab/Simulink中搭建基于模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current transmission,MMC-HVDC)送出的新能源外送系统仿真模型,验证了所提方法的有效性和分析结果的正确性。
文摘虚拟同步补偿器(virtual synchronous compensator,VSCOM)通过将虚拟同步机控制结合到静止无功发生器(static var generator,SVG)中,能够实现对电网电压的主动支撑,改善SVG的弱电网适应性。然而,基于构网型控制的VSCOM作为无功补偿与采用跟网型控制的新能源并网变换器(renewable energy grid-connected converter,REGC)的交互特性更为复杂,因此为研究电网大扰动下VSCOM对REGC暂态同步稳定性的影响。首先根据VSCOM的特性提出了VSCOM的恒电压限流控制。其次,基于该控制建立数学模型,分析VSCOM对REGC的静态稳定极限的改善效果。然后,通过构建VSCOM与REGC的暂态模型,考虑短路比、控制参数、无功容量,研究VSCOM对REGC暂态同步稳定性的影响机理。最后,基于MATLAB/Simulink平台搭建电磁暂态仿真模型验证理论分析的正确性。
文摘由跟网型变换器(grid-following voltage source converter,GFL-VSC)及构网型变换器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)构成的混联系统中,复杂的暂态交互作用使系统的安全稳定运行面临挑战,明确变换器间的动态耦合机理及其对系统暂态稳定性的影响至关重要。GFM-VSC中设置的电流限幅环节会导致其暂态运行方式发生切换,进一步增加了GFM-VSC与GFL-VSC之间的耦合机理的复杂性。为揭示GFM-VSC发生暂态模式切换时与GFL-VSC之间的动态耦合机理及该耦合对GFM-VSC故障恢复过程的作用机制,首先,建立考虑GFM-VSC限幅环节的混联系统暂态耦合模型;基于此模型,分析故障期间及故障切除后,GFL-VSC的参数对GFM-VSC工作模式切换的影响机理;随后,针对不同程度的电网电压跌落故障,分析故障切除后GFM-VSC的工作模式切换过程,得到混联系统中GFM-VSC在故障切除后可切换回正常工作模式的临界条件;最后,构建混联系统的仿真模型,验证理论分析的正确性。
