陆上风电全直流系统能有效解决谐波谐振、无功传输等问题,是未来风力发电系统的发展方向,其低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力是系统稳定运行的保障。文中基于系统拓扑及其运行控制策略,剖析网侧电压跌落时聚集在陆上风电...陆上风电全直流系统能有效解决谐波谐振、无功传输等问题,是未来风力发电系统的发展方向,其低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力是系统稳定运行的保障。文中基于系统拓扑及其运行控制策略,剖析网侧电压跌落时聚集在陆上风电全直流发电系统直流环节的盈余功率,分析常规LVRT策略在风电全直流系统中的适用性。考虑电网对风电系统储能配置的要求,兼顾风电机组自启动特性提出利用电池储能存储低电压故障下直流母线的盈余功率实现LVRT的控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建陆上风电全直流发电系统模型,对所提策略进行仿真验证。结果表明,所提控制策略能够提升风电全直流发电系统的LVRT能力,促进直流母线电压的快速恢复;电池储能在故障期间吸收盈余能量,在风电机组自启动期间提供能量,提高了能量与储能的利用率。展开更多
为保证全直流风电系统安全并网运行,系统直流电压稳定控制至关重要。全直流风电系统直流电压稳定控制采用比例积分(PI)控制时,PI参数较多且整定繁琐复杂,在非正常运行工况下动态响应速度相对较慢,控制精度不够高。针对以上问题,文章提...为保证全直流风电系统安全并网运行,系统直流电压稳定控制至关重要。全直流风电系统直流电压稳定控制采用比例积分(PI)控制时,PI参数较多且整定繁琐复杂,在非正常运行工况下动态响应速度相对较慢,控制精度不够高。针对以上问题,文章提出一种基于有限控制集模型预测控制(Finite Control Set-Model Predictive Control,FCS-MPC)原理对系统换流器桥臂晶体管开关状态进行控制的系统直流电压稳定控制策略。该策略结合机侧整流器及并网逆变器的电流预测模型,以换流器输出电流为控制变量构造代价函数,以代价函数为优化目标,为避免计算时延导致的控制延时,引入延时补偿提高控制准确度,并引入权重系数实现多目标优化,通过遍历计算产生最优开关组合信号触发换流器。在Matlab/Simulink中建立全直流风电系统的仿真模型,在不同工况下,对所提策略与传统PI控制进行对比仿真分析,仿真结果有效验证了所提控制策略的静态性能及动态性能。展开更多
针对风电全直流系统并网给交流电网带来的系统惯量降低、调频能力不足等问题,提出一种改善惯性响应与一次调频的变系数风电全直流系统协调控制策略。在惯量响应方面,网侧换流站采用惯性同步控制,直流升压站采用恒变比控制,实现直流电容...针对风电全直流系统并网给交流电网带来的系统惯量降低、调频能力不足等问题,提出一种改善惯性响应与一次调频的变系数风电全直流系统协调控制策略。在惯量响应方面,网侧换流站采用惯性同步控制,直流升压站采用恒变比控制,实现直流电容对电网的惯量支撑及直流低压侧的直流电压对交流系统频率的感知,在此基础上对直流风电机组(direct current wind turbine,DCWT)附加变虚拟惯性系数的虚拟惯量控制,使风电全直流系统在不同频率响应阶段具备不同的等效惯量。在一次调频方面,DCWT采用超速与变桨相结合的减载运行方式,通过变下垂控制来改变其有功出力,充分利用不同风速下的备用容量,使风电全直流系统更有效地参与一次调频。仿真算例表明,文中所提策略改善了风电全直流系统接入后电力系统的惯性响应及一次调频。展开更多
文摘陆上风电全直流系统能有效解决谐波谐振、无功传输等问题,是未来风力发电系统的发展方向,其低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力是系统稳定运行的保障。文中基于系统拓扑及其运行控制策略,剖析网侧电压跌落时聚集在陆上风电全直流发电系统直流环节的盈余功率,分析常规LVRT策略在风电全直流系统中的适用性。考虑电网对风电系统储能配置的要求,兼顾风电机组自启动特性提出利用电池储能存储低电压故障下直流母线的盈余功率实现LVRT的控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建陆上风电全直流发电系统模型,对所提策略进行仿真验证。结果表明,所提控制策略能够提升风电全直流发电系统的LVRT能力,促进直流母线电压的快速恢复;电池储能在故障期间吸收盈余能量,在风电机组自启动期间提供能量,提高了能量与储能的利用率。
文摘为保证全直流风电系统安全并网运行,系统直流电压稳定控制至关重要。全直流风电系统直流电压稳定控制采用比例积分(PI)控制时,PI参数较多且整定繁琐复杂,在非正常运行工况下动态响应速度相对较慢,控制精度不够高。针对以上问题,文章提出一种基于有限控制集模型预测控制(Finite Control Set-Model Predictive Control,FCS-MPC)原理对系统换流器桥臂晶体管开关状态进行控制的系统直流电压稳定控制策略。该策略结合机侧整流器及并网逆变器的电流预测模型,以换流器输出电流为控制变量构造代价函数,以代价函数为优化目标,为避免计算时延导致的控制延时,引入延时补偿提高控制准确度,并引入权重系数实现多目标优化,通过遍历计算产生最优开关组合信号触发换流器。在Matlab/Simulink中建立全直流风电系统的仿真模型,在不同工况下,对所提策略与传统PI控制进行对比仿真分析,仿真结果有效验证了所提控制策略的静态性能及动态性能。
文摘针对风电全直流系统并网给交流电网带来的系统惯量降低、调频能力不足等问题,提出一种改善惯性响应与一次调频的变系数风电全直流系统协调控制策略。在惯量响应方面,网侧换流站采用惯性同步控制,直流升压站采用恒变比控制,实现直流电容对电网的惯量支撑及直流低压侧的直流电压对交流系统频率的感知,在此基础上对直流风电机组(direct current wind turbine,DCWT)附加变虚拟惯性系数的虚拟惯量控制,使风电全直流系统在不同频率响应阶段具备不同的等效惯量。在一次调频方面,DCWT采用超速与变桨相结合的减载运行方式,通过变下垂控制来改变其有功出力,充分利用不同风速下的备用容量,使风电全直流系统更有效地参与一次调频。仿真算例表明,文中所提策略改善了风电全直流系统接入后电力系统的惯性响应及一次调频。
