海上风电全直流汇集送出系统自适应振荡抑制策略 被引量：3

1

作者 韩华春 李群 +1 位作者 荣泉森 胡鹏飞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期72-78,共7页

海上风电全直流汇集送出系统中各DC/DC变换器以串并联形式组网,其控制之间相互耦合,极易诱发直流母线电压振荡。为抑制海上风电全直流汇集送出系统的直流母线电压振荡,提出一种基于直流镇定器的自适应振荡抑制策略。建立系统中各DC/DC... 海上风电全直流汇集送出系统中各DC/DC变换器以串并联形式组网,其控制之间相互耦合,极易诱发直流母线电压振荡。为抑制海上风电全直流汇集送出系统的直流母线电压振荡,提出一种基于直流镇定器的自适应振荡抑制策略。建立系统中各DC/DC变换器的阻抗模型。在风机机端升压端口处并联直流镇定器,通过提取直流电压的振荡频率,自适应地控制输出电流跟踪其参考值,实现输出电流与直流母线的振荡电压分量同频同相,重塑了风机机端升压端口对应谐振频率附近的阻抗。基于所提方法的振荡抑制机理,设计了期望输出导纳系数的取值界限并进行了直流镇定器的容量配置。通过阻抗稳定性分析和PLECS仿真,验证了所提方法抑制系统直流母线电压振荡的有效性。 展开更多

关键词 海上风电全直流汇集送出系统 阻抗建模 自适应振荡抑制 直流镇定器 ISOP-DAB

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海上风电经柔性直流送出系统高频振荡分析及抑制策略 被引量：7

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作者 黄阮明 王晓晖 +7 位作者 李强 费斐 李灏恩 韩华春 华晟辉 黄鹏 罗永捷 姚骏 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期43-52,共10页

近年来,柔性直流输电已经是风电深远海开发的有效方案,随着大量用于远海风电并网的柔性直流输电系统不断投运,高频振荡现象在实际工程中频繁出现。然而,现有研究大多聚焦于新能源交流并网系统或异步分区电网交互所产生的高频振荡现象,... 近年来,柔性直流输电已经是风电深远海开发的有效方案,随着大量用于远海风电并网的柔性直流输电系统不断投运,高频振荡现象在实际工程中频繁出现。然而,现有研究大多聚焦于新能源交流并网系统或异步分区电网交互所产生的高频振荡现象,针对海上风电经柔性直流送出系统的高频振荡研究尚不充分。并且现有模块化多电平换流器(MMC)高频段阻抗模型通常忽略换流器中、低频段特性,使得投入高频振荡抑制策略对中、低频阻抗特性的影响无法被准确揭示。为此,本文首先考虑系统链路延时的影响,基于谐波状态空间建立MMC全频段阻抗模型。在此基础上,分析海上风电经柔性直流送出系统高频振荡机理,并设计控制参数优化策略。最后,基于Matlab/Simulink搭建海上风电经柔性直流送出系统电磁暂态仿真模型,并验证本文所建阻抗模型的精确性以及高频振荡抑制策略的有效性。 展开更多

关键词 海上风电经柔性直流送出系统 高频振荡 高频阻抗模型 振荡机理分析 高频振荡抑制

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远海风电直流汇集送出系统直流线路继电保护技术现状与展望 被引量：24

3

作者 郝治国 谢凡 +3 位作者 张雨宁 杨松浩 叶冬萌 梁天宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-18,共18页

为适应远距离、大容量的输电场景,远海风电直流汇集送出系统应时而生,其发展呈现出新特征、新趋势,给其直流线路继电保护带来严峻挑战。为此,首先明确了远海风电直流汇集送出系统的组网方式,并阐述了新型系统中直流线路继电保护的特殊... 为适应远距离、大容量的输电场景,远海风电直流汇集送出系统应时而生,其发展呈现出新特征、新趋势,给其直流线路继电保护带来严峻挑战。为此,首先明确了远海风电直流汇集送出系统的组网方式,并阐述了新型系统中直流线路继电保护的特殊性。其次,针对故障分析方法、故障识别原理、故障隔离策略等关键问题,对研究成果进行归纳与总结,厘清现有方法在新型系统中的适用范围。最后,展望了上述关键问题的技术发展趋势,为远海风电直流汇集送出系统的直流线路继电保护技术研究提供支撑与参考。 展开更多

关键词 海上风电 直流汇集 直流送出 边界特性 继电保护 故障隔离

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海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法 被引量：17

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作者 杜杰 李子润 李国杰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期170-177,共8页

随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC... 随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC系统是海上风电系统中的关键设备,其复杂的级联结构、数量众多的元件和更高的开关频率都给实时仿真带来了巨大的挑战。为此,提出一种海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法,通过仿真算法的并行设计和等效模型的构建两个步骤,实现大规模海上风电直流汇集DC/DC系统的小步长实时仿真。首先,将EMTP算法重新设计为适用于实时仿真的并行算法,并基于此构建直流汇集DC/DC系统子模块的等效模型。其次,根据子模块之间的串联耦合关系,构建直流汇集DC/DC系统的多端口等效模型。最后,在CPU-FPGA异构实时仿真平台中进行海上风电直流汇集DC/DC系统在多种工况下的实时仿真,并与PSCAD/EMTDC离线仿真结果进行对比,验证了所提实时仿真方法的准确性和高效性。 展开更多

关键词 实时仿真 直流汇集DC/DC系统 多端口等效模型 海上风电 可编程逻辑阵列

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海上风电多类型直流送出系统拓扑经济性分析 被引量：17

5

作者 李贤育 姚良忠 +4 位作者 程帆 毛蓓琳 潘尚智 周月宾 吴越 《全球能源互联网》 CSCD 2021年第5期476-485,共10页

相比于柔性直流输电(VSC-HVDC)送出方案,送端采用不控整流器(diode rectifier,DR)的DR-HVDC方案具有损耗低、体积小和成本低的优点,是未来海上风电送出技术的重要发展方向之一。为了解决黑启动和海上交流电压调控问题,现有的DR-HVDC拓... 相比于柔性直流输电(VSC-HVDC)送出方案,送端采用不控整流器(diode rectifier,DR)的DR-HVDC方案具有损耗低、体积小和成本低的优点,是未来海上风电送出技术的重要发展方向之一。为了解决黑启动和海上交流电压调控问题,现有的DR-HVDC拓扑主要采用海上平台装设储能、系统增加交流联络线路、送端换流站并联VSC三种方案。以深远海海上风电送出为背景,对上述三种DR-HVDC拓扑方案进行了经济性分析,并与VSC-HVDC方案进行比较。采用了全寿命周期成本分析(life cycle cost analysis,LCCA)方法,建立了上述四种送出方案的经济性分析模型,并对各方案的离岸距离、装机容量、上网电价以及有效工作时长等因素进行单一变量分析。结果表明,相比于VSC-HVDC,DR-HVDC送出方案的换流站成本、运行损耗和维护成本均显著降低。同时,随着海上风电容量和输送距离的增加,采用送端并联VSC和送端储能的DR-HVDC方案的经济性优势更加明显。因此,DR-HVDC送出方案在海上风电并网中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 海上风电 直流输电 不控整流器 系统拓扑 全寿命周期成本分析

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海上风电柔性直流送出一体化监控系统方案设计 被引量：3

6

作者 肖异 刘超 +6 位作者 马怡晴 魏来 张勇 王文怡 刘宣宣 周欣宇 朱璧君 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2022年第12期126-133,共8页

针对海上风电柔性直流送出系统的组成,整合了海上风电场、海上升压站、海上换流站、陆上换流站、交直流海缆的监控信息,提出了全面的海上风电柔性直流送出一体化监控系统方案。分析了该方案的总体架构、功能要求、通信方式以及安全分区... 针对海上风电柔性直流送出系统的组成,整合了海上风电场、海上升压站、海上换流站、陆上换流站、交直流海缆的监控信息,提出了全面的海上风电柔性直流送出一体化监控系统方案。分析了该方案的总体架构、功能要求、通信方式以及安全分区,以实现海上场站无人值守、一体化监控系统和陆上换流站共建的运维管理模式。该方案有效地整合了柔性直流控制保护系统、升压站监控、风功率预测、风机监控、故障录波、保护及故障信息管理、电能量计量、设备状态在线监测、视频及环境监控、海缆监测等多个子系统。对海上风电柔性直流送出系统内各主要电气设备提供了完备的监控功能,可实现实时监视与控制、辅助监控及预警、生产运行管理等三大方面应用。所提方案有效降低了海上风电柔性直流送出系统运营成本,达到技术先进、功能完备、性能可靠的智能化运维要求。 展开更多

关键词 海上风电柔性直流送出 一体化监控系统 海上风电

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海上风电直流送出与并网技术综述 被引量：161

7

作者 蔡旭 杨仁炘 +4 位作者 周剑桥 方梓熙 杨明扬 史先强 陈晴 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期2-22,共21页

随着深远海风电开发利用的快速发展,风电直流送出与并网成为技术热点。针对风电交流汇集直流送出、低成本直流送出、多端直流送出和多电压等级直流送出技术,全面论述了海上风电直流送出技术在系统拓扑、装备、控制与保护方面的现状和存... 随着深远海风电开发利用的快速发展,风电直流送出与并网成为技术热点。针对风电交流汇集直流送出、低成本直流送出、多端直流送出和多电压等级直流送出技术,全面论述了海上风电直流送出技术在系统拓扑、装备、控制与保护方面的现状和存在的问题,以及研究热点和发展趋势,指出海上风电场集群共享直流集中送出是近期的主流方案,系统的宽频振荡是亟待解决的问题,使整体系统体现主导电源特征是关注的热点。为降低成本,基于二极管整流送出的技术路线具有良好的预期,但纯二极管整流送出需要风电机组的改进。海上风电多端直流并网系统的成熟依赖于低成本直流断路器和暂态控制保护技术的进步,而海上风电多电压等级直流并网系统尚缺乏直流变压器等关键装备的支撑。 展开更多

关键词 海上风电 直流送出 直流并网 电压源控制 多端直流系统

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基于单向电流型AAMC的海上风电直流送出方案 被引量：3

8

作者 唐英杰 张哲任 徐政 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期129-139,共11页

经济高效的海上风电输电系统是推进海上风电开发的关键因素。据此,提出一种海上换流站采用单向电流型桥臂交替导通多电平换流器(UC-AAMC)的海上风电直流送出方案。首先,对UC-AAMC的拓扑结构和运行原理进行说明。然后,提出了适用于海上... 经济高效的海上风电输电系统是推进海上风电开发的关键因素。据此,提出一种海上换流站采用单向电流型桥臂交替导通多电平换流器(UC-AAMC)的海上风电直流送出方案。首先,对UC-AAMC的拓扑结构和运行原理进行说明。然后,提出了适用于海上换流站UC-AAMC的无源网络控制策略。与常规柔性直流输电方案相比,所提方案能够减少海上换流站的投资成本,提升工程经济性。与基于二极管不控整流单元的直流输电方案相比,所提方案无须改变风电机组控制策略,并且可以实现由陆上电网向海上风电场的功率反送。最后,通过PSCAD/EMTDC中的仿真验证了所提方案的有效性。 展开更多

关键词 高压直流输电 海上风电 直流送出系统 多电平换流器 能量控制 功率反送

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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：23

9

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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大容量直流风机新型组串方案及功率解耦控制技术

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作者 刘其辉 刘懿欣 +3 位作者 梁忠雨 洪诚程 蔡希鹏 朱益华 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期20-32,共13页

针对全直流海上串并联型风电场存在的弃风现象和可靠性低的问题,在传统串并联型风电场的基础上提出一种由直流风机、三电平半桥功率解耦电路和隔离型DC/DC变换器组成的新型串并联风电场架构及其控制策略。根据风机高容量和高电压的需求... 针对全直流海上串并联型风电场存在的弃风现象和可靠性低的问题,在传统串并联型风电场的基础上提出一种由直流风机、三电平半桥功率解耦电路和隔离型DC/DC变换器组成的新型串并联风电场架构及其控制策略。根据风机高容量和高电压的需求,提出三电平半桥功率解耦电路和模块化隔离型DC/DC变换器方案,分析了功率解耦电路的工作原理,同时考虑风机输出电压平衡和功率解耦电路输出电压稳定目标,给出了功率解耦电路和模块化DC/DC变换器的控制策略,最后通过离线仿真和硬件在环实验验证了功率解耦电路和DC/DC变换器拓扑及其控制策略的有效性。该方案优化了串并联型风电场汇集拓扑,解决了串联风机功率耦合的问题,实现了串联风机在不同风速下仍能进行最大风能追踪控制的目标,提高了串并联型风电场的可靠性。 展开更多

关键词 海上全直流风电场 串并联型直流汇集网 三电平半桥功率解耦电路 DC/DC变换器 均压控制 离线仿真 StarSim实时仿真

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±500 kV海上柔直换流阀轻型化设计及仿真分析 被引量：6

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作者 郑全旭 孙小平 +3 位作者 娄彦涛 张雷 张艳梅 董妍波 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期188-201,共14页

海上柔直换流阀的尺寸重量直接关系海上换流平台设计制造、制造成本,换流阀轻型化设计将是产品主要攻克技术之一。文中通过分析±500 kV 2 GW海上柔直换流阀常规设计,对比分析传统支撑式换流阀的结构特征;从功率模块、阀段和阀塔3... 海上柔直换流阀的尺寸重量直接关系海上换流平台设计制造、制造成本,换流阀轻型化设计将是产品主要攻克技术之一。文中通过分析±500 kV 2 GW海上柔直换流阀常规设计,对比分析传统支撑式换流阀的结构特征;从功率模块、阀段和阀塔3个层面分析轻型化柔直换流阀设计方法,并通过采用有限元法仿真验证其工程可实施性,凸显其技术优势,对海上柔直换流阀推广应用具有重大影响。 展开更多

关键词 柔性直流输电系统 柔直换流阀 海上风电柔性直流送出系统 海上风电 轻型化设计

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