为快速平稳的启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC),避免各站启动时序配合不当引起大的电气冲击甚至启动失败,提出了MMC-MTDC系统协调启动控制策...为快速平稳的启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC),避免各站启动时序配合不当引起大的电气冲击甚至启动失败,提出了MMC-MTDC系统协调启动控制策略。首先,指出MMC存在交流侧、直流侧和交直流侧混合3种预充电方式,基于其充电机理,设计了预充电方式识别方法,提出了可将子模块充电至额定电压的闭环均压充电策略;其次,研究了多端系统启动时序的有效配合方案,提出了基于直流电压斜坡控制方式的并联式MMC-MTDC系统协调启动控制策略;最后,通过Matlab/Simulink构建三端系统进行仿真。结果表明:闭环均压充电方法能自动适应MMC 3种预充电方式,使子模块平稳充电至额定值;协调启动策略则能很好的实现多端系统平稳解锁。展开更多
新能源、基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter-based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)以及交流电网之间宽频振荡风险凸出,严重制约MMC-MTDC安全稳定运行和新能源高效消纳。MMC-M...新能源、基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter-based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)以及交流电网之间宽频振荡风险凸出,严重制约MMC-MTDC安全稳定运行和新能源高效消纳。MMC-MTDC各换流站呈现定交流电压、定直流电压、定功率等异构化控制方式,多端换流站之间又存在强非线性耦合,给系统振荡建模与分析带来挑战。为此,首先提出计及正负序控制的MMC-MTDC控制系统模块化建模方法。然后,针对复杂交直流网架结构,建立计及多端非线性耦合的MMC-MTDC不同断面通用化阻抗模型。最后,以三端MMC-MTDC环网为例,仿真验证通用化阻抗建模的准确性和有效性,并分析多端互联系统及正负序控制对阻抗特性的耦合影响,为新能源基地经MMC-MTDC互联系统振荡分析提供基础。展开更多
直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计...直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计、系统参数的优化具有较大的工程意义。提出了一种适用于MMC-MTDC输电系统处于单极接地故障下,故障电流的计算方法。首先完整分析了多端直流系统单极接地故障演化机理;然后对单个换流站进行简化等效,进而将多端直流系统简化为RLC等效电路;根据基尔霍夫定律推导出故障前系统的状态方程;故障发生后,通过修改故障前状态方程中的状态变量及系数矩阵,用微分方程数值解的方法求解状态方程,进而求得故障电流。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上,搭建了三端MMC直流输电模型,仿真结果验证了故障电流计算方法具有较高的精确度。展开更多
采用架空线的柔性直流输电技术是解决高渗透率、远距离可再生能源并网消纳的有效方案。然而,架空线路故障率较高,其直流故障穿越问题亟待研究。本文提出利用风场现有分散储能实现风电柔直并网直流故障穿越协调控制。首先,研究风电场接...采用架空线的柔性直流输电技术是解决高渗透率、远距离可再生能源并网消纳的有效方案。然而,架空线路故障率较高,其直流故障穿越问题亟待研究。本文提出利用风场现有分散储能实现风电柔直并网直流故障穿越协调控制。首先,研究风电场接入多端柔性直流输电系统(multi-terminal HVDC based on MMC, MMC–MTDC)中MMC及风电场储能系统等主要组成部分的拓扑结构和基本工作原理;其次,针对大规模风电经柔直并网系统的直流故障,定量分析非故障极功率裕量,通过控制风电机组全功率变流器现有并联储能系统来消纳故障期间的不平衡功率;针对不同功率消纳方案,提出由储能系统、换流站、直流断路器和风电场协调配合进行故障穿越,根据直流断路器动作信号进行故障分类,改变换流站控制方式与风电场出力,从而实现不同故障类型的快速恢复。该策略能够保持系统在故障期间并网运行且不出现闭锁、过载等问题,提升系统的稳定性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建上述仿真模型,详细研究了风电场经MMC–MTDC并网系统的直流故障穿越策略,验证了本文所提出的基于储能系统的直流故障穿越策略能够维持故障期间的功率平衡,实现故障快速恢复,平稳实现直流故障穿越。本文所提故障穿越策略有望对新能源柔直并网提供必要的依据和参考。展开更多
基于模块化多电平换流器(modularmulti-level converter,MMC)的多端柔性直流(multi-terminal high voltage direct current transmission,MTDC)汇集系统因其灵活的调控能力可提升新能源的消纳水平以及新能源基地的并网友好性。该文针对...基于模块化多电平换流器(modularmulti-level converter,MMC)的多端柔性直流(multi-terminal high voltage direct current transmission,MTDC)汇集系统因其灵活的调控能力可提升新能源的消纳水平以及新能源基地的并网友好性。该文针对新能源基地多端柔性直流汇集系统的运行灵活性开展研究。针对新能源基地出力不确定性和相关性,采用Pair-copula模型结合2m+1点估计法进行建模;考虑风-光-储多源互补和MMC-MTDC协调控制,建立了弃风弃光最小、运行网损最小和直流电压偏差最小的多维度运行灵活性优化模型,利用内点法进行求解;参照张北新能源汇集工程构建算例,验证了所提新能源出力建模方法的有效性;所建的运行灵活性优化模型能够给出多换流站的协调控制策略,同时实现风、光、储等多资源的优化调度;所建模型还可分析汇集系统运行灵活性的影响因素,并能给出汇集系统运行的灵活调节域。展开更多
文摘新能源、基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter-based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)以及交流电网之间宽频振荡风险凸出,严重制约MMC-MTDC安全稳定运行和新能源高效消纳。MMC-MTDC各换流站呈现定交流电压、定直流电压、定功率等异构化控制方式,多端换流站之间又存在强非线性耦合,给系统振荡建模与分析带来挑战。为此,首先提出计及正负序控制的MMC-MTDC控制系统模块化建模方法。然后,针对复杂交直流网架结构,建立计及多端非线性耦合的MMC-MTDC不同断面通用化阻抗模型。最后,以三端MMC-MTDC环网为例,仿真验证通用化阻抗建模的准确性和有效性,并分析多端互联系统及正负序控制对阻抗特性的耦合影响,为新能源基地经MMC-MTDC互联系统振荡分析提供基础。
文摘直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计、系统参数的优化具有较大的工程意义。提出了一种适用于MMC-MTDC输电系统处于单极接地故障下,故障电流的计算方法。首先完整分析了多端直流系统单极接地故障演化机理;然后对单个换流站进行简化等效,进而将多端直流系统简化为RLC等效电路;根据基尔霍夫定律推导出故障前系统的状态方程;故障发生后,通过修改故障前状态方程中的状态变量及系数矩阵,用微分方程数值解的方法求解状态方程,进而求得故障电流。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上,搭建了三端MMC直流输电模型,仿真结果验证了故障电流计算方法具有较高的精确度。
文摘采用架空线的柔性直流输电技术是解决高渗透率、远距离可再生能源并网消纳的有效方案。然而,架空线路故障率较高,其直流故障穿越问题亟待研究。本文提出利用风场现有分散储能实现风电柔直并网直流故障穿越协调控制。首先,研究风电场接入多端柔性直流输电系统(multi-terminal HVDC based on MMC, MMC–MTDC)中MMC及风电场储能系统等主要组成部分的拓扑结构和基本工作原理;其次,针对大规模风电经柔直并网系统的直流故障,定量分析非故障极功率裕量,通过控制风电机组全功率变流器现有并联储能系统来消纳故障期间的不平衡功率;针对不同功率消纳方案,提出由储能系统、换流站、直流断路器和风电场协调配合进行故障穿越,根据直流断路器动作信号进行故障分类,改变换流站控制方式与风电场出力,从而实现不同故障类型的快速恢复。该策略能够保持系统在故障期间并网运行且不出现闭锁、过载等问题,提升系统的稳定性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建上述仿真模型,详细研究了风电场经MMC–MTDC并网系统的直流故障穿越策略,验证了本文所提出的基于储能系统的直流故障穿越策略能够维持故障期间的功率平衡,实现故障快速恢复,平稳实现直流故障穿越。本文所提故障穿越策略有望对新能源柔直并网提供必要的依据和参考。
文摘基于模块化多电平换流器(modularmulti-level converter,MMC)的多端柔性直流(multi-terminal high voltage direct current transmission,MTDC)汇集系统因其灵活的调控能力可提升新能源的消纳水平以及新能源基地的并网友好性。该文针对新能源基地多端柔性直流汇集系统的运行灵活性开展研究。针对新能源基地出力不确定性和相关性,采用Pair-copula模型结合2m+1点估计法进行建模;考虑风-光-储多源互补和MMC-MTDC协调控制,建立了弃风弃光最小、运行网损最小和直流电压偏差最小的多维度运行灵活性优化模型,利用内点法进行求解;参照张北新能源汇集工程构建算例,验证了所提新能源出力建模方法的有效性;所建的运行灵活性优化模型能够给出多换流站的协调控制策略,同时实现风、光、储等多资源的优化调度;所建模型还可分析汇集系统运行灵活性的影响因素,并能给出汇集系统运行的灵活调节域。
