Y型模块化多电平换流器(modular multilevel converter in Y configuration,Y-MMC)的Y形结构,使其预充电及并网过程更为复杂,基于环流控制的一般启动策略不再适用。针对上述问题,设计基于模型预测控制的渐进预充电方法及无扰动并网方法...Y型模块化多电平换流器(modular multilevel converter in Y configuration,Y-MMC)的Y形结构,使其预充电及并网过程更为复杂,基于环流控制的一般启动策略不再适用。针对上述问题,设计基于模型预测控制的渐进预充电方法及无扰动并网方法,提出一种模型预测渐进启动控制策略。首先,建立桥臂电流和电容电压预测模型,通过模型预测控制改变充电电流回路、幅值和相角,实现可控充电最大有功输入,对各个桥臂渐进充电。其次,根据电流误差灵活投切子模块,逐渐平衡充电回路电势差,辅助模型预测控制抑制冲击电流。然后,协调外环比例积分控制与内环模型预测控制,通过切换外环功率和电压控制模式,实现基于Y-MMC的柔性低频输电系统无扰动并网过程。最后,通过Matlab/Simulink对双端柔性低频输电系统进行仿真分析,所提控制策略保障了启动过程较低的电流冲击和较高的充电速度,使系统平稳快速进入稳定运行状态。展开更多
海上风电正朝着中远海距离、大容量集群的应用场景发展,研究安全、可靠且经济的海上风电输电技术具有重要意义。首先分析了海上无功补偿度和系统频率对输送能力的影响,得到了系统输送能力解析表达式;其次,构建了考虑频率、无功补偿度等...海上风电正朝着中远海距离、大容量集群的应用场景发展,研究安全、可靠且经济的海上风电输电技术具有重要意义。首先分析了海上无功补偿度和系统频率对输送能力的影响,得到了系统输送能力解析表达式;其次,构建了考虑频率、无功补偿度等因素对其设备成本影响的高压交流(high voltage alternating current,HVAC)、高压直流(high voltage direct current,HVDC)和柔性低频(low frequency alternating current,LFAC)输电系统全生命周期成本模型;以系统成本最低为优化目标函数,基于深远海风电送出场景的边界条件,求解得出全容量下系统最优频率、最优无功补偿度分布;最后,基于3种输电方式的最优系统成本,得到了深远海风电采用不同方案送出的全容量技术经济区间。结果表明,输送容量在300~2100MW内,HVAC方案的经济距离上界约为60~80km,LFAC方案的上界约为150~210km,验证了柔性低频输电技术在中远距离、大规模海上风电场景中的技术经济优势。展开更多
为了实现“双碳”战略目标,推动我国能源转型,实现海上风电等大规模新能源的安全可靠送出成为研究关键。柔性低频输电系统通过降低输电频率来提高输送能力并节省经济成本,逐渐成为“新型电力系统”中除传统工频输电和直流输电方式之外...为了实现“双碳”战略目标,推动我国能源转型,实现海上风电等大规模新能源的安全可靠送出成为研究关键。柔性低频输电系统通过降低输电频率来提高输送能力并节省经济成本,逐渐成为“新型电力系统”中除传统工频输电和直流输电方式之外的有益补充。但是,柔性低频输电系统的稳定性问题,尤其是大信号稳定性问题仍是工程实践中的难题。为此,采用Lyapunov直接法对基于模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M3C)的柔性低频输电系统进行了大信号稳定性分析。首先针对系统非线性状态方程阶数较高,导致难以通过经验或者线性系统Jacobian矩阵方法直接构造能量函数的难题,通过扇区非线性方法建立了模糊模型,简洁快速地构建了系统能量函数并计算了大信号稳定吸引域(large signal domain of attraction,LS-DOA)。其次引入多维空间吸引域的映射方法,从频率差异的角度更加直观地揭示了主电路和控制系统等参数对系统大信号稳定性的影响。然后结合线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)凸优化理论,分析了系统大信号不稳定的相关机理并给出了高效的镇定策略。最后通过MATLAB/Simulink建立了系统模型,实现了对理论分析的仿真验证,研究结果对柔性低频输电系统的工程实践有一定的参考作用。展开更多
电力电子装置主导的柔性交流输配电技术(power electronics equipment based flexible AC transmission&distribution technology,PEE-FTDT)以电力电子技术为基础,实现对电力系统参量的灵活柔性调控,为提升电力系统运行安全稳定性...电力电子装置主导的柔性交流输配电技术(power electronics equipment based flexible AC transmission&distribution technology,PEE-FTDT)以电力电子技术为基础,实现对电力系统参量的灵活柔性调控,为提升电力系统运行安全稳定性和输电能力提供重要技术支撑。该文阐述了功率补偿电压/惯量调控、阻抗调控和综合调控技术等各类PEE-FTDT装置的工作原理,系统总结了我国在PEE-FTDT领域的技术研发与工程应用进展。展开更多
文摘Y型模块化多电平换流器(modular multilevel converter in Y configuration,Y-MMC)的Y形结构,使其预充电及并网过程更为复杂,基于环流控制的一般启动策略不再适用。针对上述问题,设计基于模型预测控制的渐进预充电方法及无扰动并网方法,提出一种模型预测渐进启动控制策略。首先,建立桥臂电流和电容电压预测模型,通过模型预测控制改变充电电流回路、幅值和相角,实现可控充电最大有功输入,对各个桥臂渐进充电。其次,根据电流误差灵活投切子模块,逐渐平衡充电回路电势差,辅助模型预测控制抑制冲击电流。然后,协调外环比例积分控制与内环模型预测控制,通过切换外环功率和电压控制模式,实现基于Y-MMC的柔性低频输电系统无扰动并网过程。最后,通过Matlab/Simulink对双端柔性低频输电系统进行仿真分析,所提控制策略保障了启动过程较低的电流冲击和较高的充电速度,使系统平稳快速进入稳定运行状态。
文摘海上风电正朝着中远海距离、大容量集群的应用场景发展,研究安全、可靠且经济的海上风电输电技术具有重要意义。首先分析了海上无功补偿度和系统频率对输送能力的影响,得到了系统输送能力解析表达式;其次,构建了考虑频率、无功补偿度等因素对其设备成本影响的高压交流(high voltage alternating current,HVAC)、高压直流(high voltage direct current,HVDC)和柔性低频(low frequency alternating current,LFAC)输电系统全生命周期成本模型;以系统成本最低为优化目标函数,基于深远海风电送出场景的边界条件,求解得出全容量下系统最优频率、最优无功补偿度分布;最后,基于3种输电方式的最优系统成本,得到了深远海风电采用不同方案送出的全容量技术经济区间。结果表明,输送容量在300~2100MW内,HVAC方案的经济距离上界约为60~80km,LFAC方案的上界约为150~210km,验证了柔性低频输电技术在中远距离、大规模海上风电场景中的技术经济优势。
文摘为了实现“双碳”战略目标,推动我国能源转型,实现海上风电等大规模新能源的安全可靠送出成为研究关键。柔性低频输电系统通过降低输电频率来提高输送能力并节省经济成本,逐渐成为“新型电力系统”中除传统工频输电和直流输电方式之外的有益补充。但是,柔性低频输电系统的稳定性问题,尤其是大信号稳定性问题仍是工程实践中的难题。为此,采用Lyapunov直接法对基于模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M3C)的柔性低频输电系统进行了大信号稳定性分析。首先针对系统非线性状态方程阶数较高,导致难以通过经验或者线性系统Jacobian矩阵方法直接构造能量函数的难题,通过扇区非线性方法建立了模糊模型,简洁快速地构建了系统能量函数并计算了大信号稳定吸引域(large signal domain of attraction,LS-DOA)。其次引入多维空间吸引域的映射方法,从频率差异的角度更加直观地揭示了主电路和控制系统等参数对系统大信号稳定性的影响。然后结合线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)凸优化理论,分析了系统大信号不稳定的相关机理并给出了高效的镇定策略。最后通过MATLAB/Simulink建立了系统模型,实现了对理论分析的仿真验证,研究结果对柔性低频输电系统的工程实践有一定的参考作用。
文摘电力电子装置主导的柔性交流输配电技术(power electronics equipment based flexible AC transmission&distribution technology,PEE-FTDT)以电力电子技术为基础,实现对电力系统参量的灵活柔性调控,为提升电力系统运行安全稳定性和输电能力提供重要技术支撑。该文阐述了功率补偿电压/惯量调控、阻抗调控和综合调控技术等各类PEE-FTDT装置的工作原理,系统总结了我国在PEE-FTDT领域的技术研发与工程应用进展。
