为提高风电场的低-高电压连续故障穿越能力,提出一种基于虚拟磁链的静止无功发生器(static var generator,SVG)控制策略。首先,分析双馈感应发电机、调相机和SVG对暂态电压的支撑效果;其次,建立同步调相机与SVG的暂态无功响应模型,明确...为提高风电场的低-高电压连续故障穿越能力,提出一种基于虚拟磁链的静止无功发生器(static var generator,SVG)控制策略。首先,分析双馈感应发电机、调相机和SVG对暂态电压的支撑效果;其次,建立同步调相机与SVG的暂态无功响应模型,明确磁链不突变是两者暂态电压支撑差异的关键因素;再次,将调相机磁链守恒性质叠加到SVG暂态响应特性中,提出基于虚拟磁链的SVG控制策略,并调整控制器参数,确保SVG的无功响应能力最大化;最后,通过仿真验证提出的SVG控制策略对暂态低电压的支撑和过电压的抑制都有良好效果,能够提高风电机组的故障穿越能力。展开更多
现有考虑线路分布参数的风电场谐波不稳定分析均未考虑静止无功发生器(static var generator,SVG)动态特性的影响。而SVG在高频段呈现负阻感特性,易与线路分布参数及其他元件发生感容耦合,导致系统发生谐波不稳定。基于此,提出一种基于...现有考虑线路分布参数的风电场谐波不稳定分析均未考虑静止无功发生器(static var generator,SVG)动态特性的影响。而SVG在高频段呈现负阻感特性,易与线路分布参数及其他元件发生感容耦合,导致系统发生谐波不稳定。基于此,提出一种基于泰勒近似的风电场谐波不稳定频域模态分析方法。通过求解系统频域节点导纳矩阵行列式零点判定系统稳定性,并定义节点对不稳定模式的参与因子,实现谐波不稳定中心位置定位及传递路径辨识。研究表明,SVG易与长距离输电线路和交流电网交互,导致新能源场站高频谐波进一步放大,直至发生高频谐波不稳定问题,且SVG为风电场高频谐波不稳定主导因素。最后,基于Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的准确性。展开更多
海上风电交流送出场景下,长距离交流海缆并网使得背景谐波放大问题突出,为此研究了基于静止无功发生器(static var generator,SVG)附加控制的长距离交流海缆送出海上风电场群(offshore wind farms with long-distance ac submarine cabl...海上风电交流送出场景下,长距离交流海缆并网使得背景谐波放大问题突出,为此研究了基于静止无功发生器(static var generator,SVG)附加控制的长距离交流海缆送出海上风电场群(offshore wind farms with long-distance ac submarine cable,OWFs-LACSC)背景谐波抑制策略。首先,分析了OWFs-LACSC背景谐波放大的原理,论述了背景谐波放大与谐振的区别;然后,建立了含SVG和直驱风机的OWFs-LACSC阻抗模型,提出利用Park变换的基频偏移特性可实现单通道抑制两种背景谐波,进而结合这一特性和阻性有源滤波原理,在SVG控制环路中附加控制器,并分析了附加控制的参数可行域;最后,利用国内某OWFs-LACSC模型开展仿真,验证了所提策略的可行性与鲁棒性。展开更多
建立准确的静止无功发生器(static var generators,SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而,由于SVG的控制器结构和参数保密,其建模大都基于典型控制结构和参数,模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题,...建立准确的静止无功发生器(static var generators,SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而,由于SVG的控制器结构和参数保密,其建模大都基于典型控制结构和参数,模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题,提出了基于SVG厂家封装黑盒模型故障穿越(fault ride-through,FRT)演化特性的电磁暂态模型测辨方法。首先,分析了厂家黑盒模型的拓扑特征,通过多工况故障穿越响应测试,厘清了其故障穿越演化特性。然后,通过分析不同控制环节暂态切换过程对SVG故障穿越响应特性的影响和作用途径,提出了基于SVG故障穿越响应演化形态的控制器结构辨识方法。通过分析SVG不同控制环节参数对其故障穿越响应特性的分阶段作用原理,提出了基于故障穿越响应幅值的控制器参数分步辨识方法,形成了SVG的白盒化电磁暂态模型测辨方法体系。最后,将建立的不同型号白盒仿真模型与对应厂家黑盒模型进行了故障穿越响应特性对比分析,发现其误差远小于现行标准的允许误差,证明了提出方法的有效性和通用性。展开更多
大型光伏电站由于远离负荷中心,长距离输电线路所产生的电网阻抗不可忽略,电网阻抗对于多逆变器相并联的大型光伏电站中某一个光伏发电单元而言将会等效放大数倍,从而造成并网点电压降低导致系统不稳定。光伏电站中的静止无功发生器(sta...大型光伏电站由于远离负荷中心,长距离输电线路所产生的电网阻抗不可忽略,电网阻抗对于多逆变器相并联的大型光伏电站中某一个光伏发电单元而言将会等效放大数倍,从而造成并网点电压降低导致系统不稳定。光伏电站中的静止无功发生器(static var generator,SVG)等无功补偿装置可以用来降低电网阻抗对于并网点电压的影响。然而,研究发现,在补偿容量逐渐增大的情况下,无功补偿装置与逆变器系统之间的相互影响将会使系统出现振荡现象,而在逆变器控制回路内采用串联校正方式可以有效消除这种现象,从而保证系统的稳定运行。仿真结果与实验验证了理论分析的正确性。展开更多
角型链式静止无功发生器(static var generator,SVG)理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题,通过对补偿电路相量图进行几何分析,根据瞬时无功功率理论,推导出dq/变换矩阵。三相电流瞬时值经a...角型链式静止无功发生器(static var generator,SVG)理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题,通过对补偿电路相量图进行几何分析,根据瞬时无功功率理论,推导出dq/变换矩阵。三相电流瞬时值经abc/dq变换、滤波,得到两相旋转坐标系下的负序有功电流分量和负序无功电流分量;再经dq/变换矩阵,可得到角型链式SVG负序补偿所需的相电流指令信号。该变换矩阵可应用于负序补偿系统,也可应用于负序、无功和谐波电流综合补偿系统。所提指令电流提取方法物理意义清晰,算法简单;采用电流瞬时值进行运算,负荷变化时,可实时更新指令电流,动态调节速度快。最后,通过PSIM仿真验证了所提方法的正确性。展开更多
针对应用在中高压大功率领域的级联H桥静止无功发生器(static var generator,SVG)进行了深入研究,提出一种新的控制策略及死区补偿技术。该控制策略通过建立SVG多回路占空比平均值数学模型,计算各相平均导通时间,并通过相移控制及直流...针对应用在中高压大功率领域的级联H桥静止无功发生器(static var generator,SVG)进行了深入研究,提出一种新的控制策略及死区补偿技术。该控制策略通过建立SVG多回路占空比平均值数学模型,计算各相平均导通时间,并通过相移控制及直流母线电压平衡补偿控制,实现级联SVG输出。考虑实际设备运行中器件开关死区引起的输出电压偏差,在计算得到的占空比信号基础上,通过合理增减开关占空比时间,以补偿死区负面效应。所提出的控制策略及死区补偿方法,提高了系统动态响应能力,降低了输出电流畸变,仿真和实验结果均表明所提策略的有效性。展开更多
角形级联静止无功发生器(static var generator,SVG)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一。针对角形SVG在电压不平衡工况下的控制问题,分析了线电压与补偿器相电流在各相链节产生...角形级联静止无功发生器(static var generator,SVG)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一。针对角形SVG在电压不平衡工况下的控制问题,分析了线电压与补偿器相电流在各相链节产生的不平衡有功功率;结合相量关系,推导了满足角形SVG线电压相量与相电流相量垂直约束关系的零序电流表达式。在此基础上,提出一种适用于不平衡工况下的角形级联SVG控制方法,能够改善补偿器动态响应性能,减小负序电压对补偿性能的影响。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。展开更多
在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度...在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度及关键影响因素尚不明确。该文以新能源并网变换器为研究对象,首先分析它在不考虑无功补偿条件下并入弱电网时的功率传输特性,并重点探讨其极限输出功率的形成机理及其关键影响因素;其次,分析所接入的2种典型无功补偿装置(静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static var generator,SVG))的工作机理,研究考虑无功补偿后新能源并网变换器的功率传输特性,并分析其极限输出功率与短路比、无功补偿装置容量、无功补偿装置类型的约束关系;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证论文理论分析的正确性。展开更多
文摘为提高风电场的低-高电压连续故障穿越能力,提出一种基于虚拟磁链的静止无功发生器(static var generator,SVG)控制策略。首先,分析双馈感应发电机、调相机和SVG对暂态电压的支撑效果;其次,建立同步调相机与SVG的暂态无功响应模型,明确磁链不突变是两者暂态电压支撑差异的关键因素;再次,将调相机磁链守恒性质叠加到SVG暂态响应特性中,提出基于虚拟磁链的SVG控制策略,并调整控制器参数,确保SVG的无功响应能力最大化;最后,通过仿真验证提出的SVG控制策略对暂态低电压的支撑和过电压的抑制都有良好效果,能够提高风电机组的故障穿越能力。
文摘现有考虑线路分布参数的风电场谐波不稳定分析均未考虑静止无功发生器(static var generator,SVG)动态特性的影响。而SVG在高频段呈现负阻感特性,易与线路分布参数及其他元件发生感容耦合,导致系统发生谐波不稳定。基于此,提出一种基于泰勒近似的风电场谐波不稳定频域模态分析方法。通过求解系统频域节点导纳矩阵行列式零点判定系统稳定性,并定义节点对不稳定模式的参与因子,实现谐波不稳定中心位置定位及传递路径辨识。研究表明,SVG易与长距离输电线路和交流电网交互,导致新能源场站高频谐波进一步放大,直至发生高频谐波不稳定问题,且SVG为风电场高频谐波不稳定主导因素。最后,基于Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的准确性。
文摘海上风电交流送出场景下,长距离交流海缆并网使得背景谐波放大问题突出,为此研究了基于静止无功发生器(static var generator,SVG)附加控制的长距离交流海缆送出海上风电场群(offshore wind farms with long-distance ac submarine cable,OWFs-LACSC)背景谐波抑制策略。首先,分析了OWFs-LACSC背景谐波放大的原理,论述了背景谐波放大与谐振的区别;然后,建立了含SVG和直驱风机的OWFs-LACSC阻抗模型,提出利用Park变换的基频偏移特性可实现单通道抑制两种背景谐波,进而结合这一特性和阻性有源滤波原理,在SVG控制环路中附加控制器,并分析了附加控制的参数可行域;最后,利用国内某OWFs-LACSC模型开展仿真,验证了所提策略的可行性与鲁棒性。
文摘建立准确的静止无功发生器(static var generators,SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而,由于SVG的控制器结构和参数保密,其建模大都基于典型控制结构和参数,模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题,提出了基于SVG厂家封装黑盒模型故障穿越(fault ride-through,FRT)演化特性的电磁暂态模型测辨方法。首先,分析了厂家黑盒模型的拓扑特征,通过多工况故障穿越响应测试,厘清了其故障穿越演化特性。然后,通过分析不同控制环节暂态切换过程对SVG故障穿越响应特性的影响和作用途径,提出了基于SVG故障穿越响应演化形态的控制器结构辨识方法。通过分析SVG不同控制环节参数对其故障穿越响应特性的分阶段作用原理,提出了基于故障穿越响应幅值的控制器参数分步辨识方法,形成了SVG的白盒化电磁暂态模型测辨方法体系。最后,将建立的不同型号白盒仿真模型与对应厂家黑盒模型进行了故障穿越响应特性对比分析,发现其误差远小于现行标准的允许误差,证明了提出方法的有效性和通用性。
文摘大型光伏电站由于远离负荷中心,长距离输电线路所产生的电网阻抗不可忽略,电网阻抗对于多逆变器相并联的大型光伏电站中某一个光伏发电单元而言将会等效放大数倍,从而造成并网点电压降低导致系统不稳定。光伏电站中的静止无功发生器(static var generator,SVG)等无功补偿装置可以用来降低电网阻抗对于并网点电压的影响。然而,研究发现,在补偿容量逐渐增大的情况下,无功补偿装置与逆变器系统之间的相互影响将会使系统出现振荡现象,而在逆变器控制回路内采用串联校正方式可以有效消除这种现象,从而保证系统的稳定运行。仿真结果与实验验证了理论分析的正确性。
文摘角型链式静止无功发生器(static var generator,SVG)理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题,通过对补偿电路相量图进行几何分析,根据瞬时无功功率理论,推导出dq/变换矩阵。三相电流瞬时值经abc/dq变换、滤波,得到两相旋转坐标系下的负序有功电流分量和负序无功电流分量;再经dq/变换矩阵,可得到角型链式SVG负序补偿所需的相电流指令信号。该变换矩阵可应用于负序补偿系统,也可应用于负序、无功和谐波电流综合补偿系统。所提指令电流提取方法物理意义清晰,算法简单;采用电流瞬时值进行运算,负荷变化时,可实时更新指令电流,动态调节速度快。最后,通过PSIM仿真验证了所提方法的正确性。
文摘针对应用在中高压大功率领域的级联H桥静止无功发生器(static var generator,SVG)进行了深入研究,提出一种新的控制策略及死区补偿技术。该控制策略通过建立SVG多回路占空比平均值数学模型,计算各相平均导通时间,并通过相移控制及直流母线电压平衡补偿控制,实现级联SVG输出。考虑实际设备运行中器件开关死区引起的输出电压偏差,在计算得到的占空比信号基础上,通过合理增减开关占空比时间,以补偿死区负面效应。所提出的控制策略及死区补偿方法,提高了系统动态响应能力,降低了输出电流畸变,仿真和实验结果均表明所提策略的有效性。
文摘角形级联静止无功发生器(static var generator,SVG)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一。针对角形SVG在电压不平衡工况下的控制问题,分析了线电压与补偿器相电流在各相链节产生的不平衡有功功率;结合相量关系,推导了满足角形SVG线电压相量与相电流相量垂直约束关系的零序电流表达式。在此基础上,提出一种适用于不平衡工况下的角形级联SVG控制方法,能够改善补偿器动态响应性能,减小负序电压对补偿性能的影响。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。
文摘在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度及关键影响因素尚不明确。该文以新能源并网变换器为研究对象,首先分析它在不考虑无功补偿条件下并入弱电网时的功率传输特性,并重点探讨其极限输出功率的形成机理及其关键影响因素;其次,分析所接入的2种典型无功补偿装置(静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static var generator,SVG))的工作机理,研究考虑无功补偿后新能源并网变换器的功率传输特性,并分析其极限输出功率与短路比、无功补偿装置容量、无功补偿装置类型的约束关系;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证论文理论分析的正确性。
