在网压不平衡工况下,模块化多电平储能系统(modular multilevel converter energy storage system,MMCESS)如果以并网电流平衡为控制目标,虽然可以保证交流系统安全运行,但是会引起各相放电速度不同,导致子模块储能电池荷电状态(state o...在网压不平衡工况下,模块化多电平储能系统(modular multilevel converter energy storage system,MMCESS)如果以并网电流平衡为控制目标,虽然可以保证交流系统安全运行,但是会引起各相放电速度不同,导致子模块储能电池荷电状态(state of charge,SOC)的不均衡。为解决上述问题,首先对比分析了传统MMC和MMC-ESS的内部环流特性;然后分析了以并网电流平衡为目标的不平衡网压控制对电池SOC的影响;针对这一问题,提出了利用注入直流环流的控制策略,有效地实现了相间功率均衡,并论述了直流环流控制器参数对系统稳定性的影响;以各相电压跌落度为变量,绘制各相注入的直流环流占额定桥臂电流比例的三维图,针对不同跌落度分析了各相桥臂电流的变化,为设备器件选型提供了依据;最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。展开更多
在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效...在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效措施。为此,主要研究UPQC的虚拟同步发电机控制策略及特性,该方案仅需在可再生能源电场出口处进行外部改造。首先介绍了接入新能源场站的UPQC输电系统运行方案,在此基础上建立了该系统的功率数学模型,设计了基于UPQC的虚拟同步发电机控制策略;然后阐述了不同工况下UPQC内部功率流动机理,探讨了影响串、并联变流器视在功率的限制因素,并进一步设计了在特定情况下的系统容量参数指标。最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建了UPQC的输电模型并进行验证,仿真结果表明,所提控制策略可以实现UPQC的虚拟同步化控制。展开更多
在采用高阶滤波器的三电平变流器中,载波同相层叠调制(phase disposition,PD)产生的开关频率次边带谐波易扩散到高阶滤波器固有谐振点附近,引起输出电流谐波增加或振荡,而载波交替反相层叠(alternative phase opposition disposition,AP...在采用高阶滤波器的三电平变流器中,载波同相层叠调制(phase disposition,PD)产生的开关频率次边带谐波易扩散到高阶滤波器固有谐振点附近,引起输出电流谐波增加或振荡,而载波交替反相层叠(alternative phase opposition disposition,APOD)所需滤波器总电感量较大。针对以上问题,在定量分析比较PD和APOD两种调制方式谐波分布及边带谐波扩散特点的基础上,给出了两种调制方式总电感量约束方程。为保有APOD调制谐波分布集中优点的同时减小APOD总电感量需求,研究了一种基于最优三次谐波注入的改进APOD调制策略,分析了不同三次谐波注入量对APOD电压谐波分布及总电感量需求的影响,进而给出了以总电感量需求最小为目标的三次谐波最优注入量的计算方法,该方法可以实时根据当前调制度自动计算需要注入的三次谐波最优幅值,实现最优三次谐波的在线注入。最后,仿真和实验结果表明,所提策略不仅可以有效地避开高阶滤波器的谐振点,而且可有效降低主导谐波电压幅值,从而减小所需滤波器总电感量。展开更多
具备虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)调节能力的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可以为电网提供额外的惯性和阻尼,提高UPFC在新能源输发电领域的竞争力。然而不匹配的换流器输出电压偏移角会增...具备虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)调节能力的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可以为电网提供额外的惯性和阻尼,提高UPFC在新能源输发电领域的竞争力。然而不匹配的换流器输出电压偏移角会增加设备制造成本和额外功率损耗。阐述了VSG型的统一潮流控制器系统,在讨论电压偏移角的大小对UPFC视在功率以及设计参数的影响后,分析了3种典型的电压偏移角控制方案的参数设计。提出了最小容量的参数设计方案以及在上述参数指标限制下以最小功率为目标的偏移角控制策略,并利用数学统计软件(statistical product and service solutions,SPSS)将离线计算得到的偏移角与电压峰值、频率的关系拟合成数学函数,达到简化实时运算的目的;设计了VSG型UPFC的额外储能环节容量参数。最后将提出的参数优化设计以及电压偏移角控制策略与3种典型的电压偏移角算法比较,证明了提出的方法可以进一步优化UPFC设计参数并降低视在功率。展开更多
文摘在网压不平衡工况下,模块化多电平储能系统(modular multilevel converter energy storage system,MMCESS)如果以并网电流平衡为控制目标,虽然可以保证交流系统安全运行,但是会引起各相放电速度不同,导致子模块储能电池荷电状态(state of charge,SOC)的不均衡。为解决上述问题,首先对比分析了传统MMC和MMC-ESS的内部环流特性;然后分析了以并网电流平衡为目标的不平衡网压控制对电池SOC的影响;针对这一问题,提出了利用注入直流环流的控制策略,有效地实现了相间功率均衡,并论述了直流环流控制器参数对系统稳定性的影响;以各相电压跌落度为变量,绘制各相注入的直流环流占额定桥臂电流比例的三维图,针对不同跌落度分析了各相桥臂电流的变化,为设备器件选型提供了依据;最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。
文摘在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效措施。为此,主要研究UPQC的虚拟同步发电机控制策略及特性,该方案仅需在可再生能源电场出口处进行外部改造。首先介绍了接入新能源场站的UPQC输电系统运行方案,在此基础上建立了该系统的功率数学模型,设计了基于UPQC的虚拟同步发电机控制策略;然后阐述了不同工况下UPQC内部功率流动机理,探讨了影响串、并联变流器视在功率的限制因素,并进一步设计了在特定情况下的系统容量参数指标。最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建了UPQC的输电模型并进行验证,仿真结果表明,所提控制策略可以实现UPQC的虚拟同步化控制。
文摘在采用高阶滤波器的三电平变流器中,载波同相层叠调制(phase disposition,PD)产生的开关频率次边带谐波易扩散到高阶滤波器固有谐振点附近,引起输出电流谐波增加或振荡,而载波交替反相层叠(alternative phase opposition disposition,APOD)所需滤波器总电感量较大。针对以上问题,在定量分析比较PD和APOD两种调制方式谐波分布及边带谐波扩散特点的基础上,给出了两种调制方式总电感量约束方程。为保有APOD调制谐波分布集中优点的同时减小APOD总电感量需求,研究了一种基于最优三次谐波注入的改进APOD调制策略,分析了不同三次谐波注入量对APOD电压谐波分布及总电感量需求的影响,进而给出了以总电感量需求最小为目标的三次谐波最优注入量的计算方法,该方法可以实时根据当前调制度自动计算需要注入的三次谐波最优幅值,实现最优三次谐波的在线注入。最后,仿真和实验结果表明,所提策略不仅可以有效地避开高阶滤波器的谐振点,而且可有效降低主导谐波电压幅值,从而减小所需滤波器总电感量。
文摘具备虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)调节能力的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可以为电网提供额外的惯性和阻尼,提高UPFC在新能源输发电领域的竞争力。然而不匹配的换流器输出电压偏移角会增加设备制造成本和额外功率损耗。阐述了VSG型的统一潮流控制器系统,在讨论电压偏移角的大小对UPFC视在功率以及设计参数的影响后,分析了3种典型的电压偏移角控制方案的参数设计。提出了最小容量的参数设计方案以及在上述参数指标限制下以最小功率为目标的偏移角控制策略,并利用数学统计软件(statistical product and service solutions,SPSS)将离线计算得到的偏移角与电压峰值、频率的关系拟合成数学函数,达到简化实时运算的目的;设计了VSG型UPFC的额外储能环节容量参数。最后将提出的参数优化设计以及电压偏移角控制策略与3种典型的电压偏移角算法比较,证明了提出的方法可以进一步优化UPFC设计参数并降低视在功率。
