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基于双馈风机无功优化控制的直流换相失败暂态过电压抑制

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电力自动化设备 2024年

作者：闫佳颖刘其辉李开心吴林林华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室国网冀北电力有限公司电力科学研究院

当高压直流系统发生换相失败时，送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征，风电机组动态控制不佳，严重时会造成脱网。为克服现有国标策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题，首先揭示了换相失败暂态过电压的形成机理... 详细信息

当高压直流系统发生换相失败时，送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征，风电机组动态控制不佳，严重时会造成脱网。为克服现有国标策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题，首先揭示了换相失败暂态过电压的形成机理并分析了其暂态形态特性。其次，在现有国标策略的基础上，引入无功电流系数细化电流指令并利用RSC进行优先分配，确定了基于DFIG无功优化的故障穿越控制策略。最后，MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提策略相较于传统国标控制，能够进一步抑制换相失败恢复阶段的暂态过电压现象。

关键词：换相失败电压连续变化双馈风电机组无功控制区间优化暂态过电压抑制

基于DFIG无功优化控制的直流换相失败暂态过电压抑制

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电力自动化设备 2024年 32-38页

作者：闫佳颖刘其辉李开心吴林林华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室国网冀北电力科学研究院

当高压直流系统发生换相失败时，送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征，风电机组动态控制不佳，严重时会造成脱网。为克服传统国标控制策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题，揭示了换相失败暂态过电压的形成机理... 详细信息

当高压直流系统发生换相失败时，送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征，风电机组动态控制不佳，严重时会造成脱网。为克服传统国标控制策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题，揭示了换相失败暂态过电压的形成机理并分析了其暂态形态特性；在传统国标控制策略的基础上，引入无功电流系数细化电流指令并利用转子侧换流器进行优先分配，确定了基于双馈感应发电机（DFIG）无功优化的故障穿越控制策略。基于MATLAB/Simulink仿真平台对所提控制策略进行验证。结果表明相较于传统国标控制策略，所提控制策略能够进一步抑制换相失败恢复阶段的暂态过电压现象。

关键词：换相失败电压连续变化 DFIG 无功控制区间优化暂态过电压抑制

考虑相位跳变的双馈风电机组低电压穿越特性分析与暂态过电压抑制

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太阳能学报 2024年第5期45卷 86-94页

作者：刘其辉吴勇闫佳颖吴林林孙大卫刘辉新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045

基于双馈感应发电机(DFIG)并网模型,首先分析电网短路故障后DFIG机端电压相位跳变特征;其次通过分析锁相环(PLL)在电压相位跳变下的暂态响应特性,揭示故障恢复后暂态过电压形成机理,并在此基础上,分析了考虑相位跳变时PLL锁相误差对风... 详细信息

基于双馈感应发电机(DFIG)并网模型,首先分析电网短路故障后DFIG机端电压相位跳变特征;其次通过分析锁相环(PLL)在电压相位跳变下的暂态响应特性,揭示故障恢复后暂态过电压形成机理,并在此基础上,分析了考虑相位跳变时PLL锁相误差对风电机组低电压穿越特性的影响;最后根据故障恢复时刻电压相位跳变特性提出对转子侧变流器(RSC)以及锁相环的改进控制策略,实现风电机组对暂态过电压的主动抑制,提高风电送出系统的稳定性。

关键词：风力机双馈感应发电机相位跳变锁相环暂态过电压低电压穿越

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基于匹配控制的海上风电柔直送出系统联动调频控制策略与方法

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现代电力 2024年

作者：崔学深张宾宾刘其辉申旭辉李铮孙栩华北电力大学电气与电子工程学院中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

大规模海上风电柔性直流送出系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可以通过双端换流站的联动作用调节风电机组功率，提升陆上电网的调频能力。为解决远海风电场输出功率与陆上电网频率耦合性差... 详细信息

大规模海上风电柔性直流送出系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可以通过双端换流站的联动作用调节风电机组功率，提升陆上电网的调频能力。为解决远海风电场输出功率与陆上电网频率耦合性差和响应滞后的问题，该文提出一种基于匹配控制的海陆两端换流站联动调频的构网型控制策略与方法，以双端对称的匹配控制方式将陆上电网频率的变化经过VSC-HVDC直流电压的耦合还原到海上风电场中，进一步在风电变流器中结合基于虚拟同步机的变阻尼系数减载控制方法，使每个海上风电机组能够无需通信就能够及时响应陆上电网频率波动，提供相应的备用功率。通过MATLAB/Simulink软件建立大容量等值直驱型风电机组经VSC-HVDC并网的仿真模型，在弱电网条件下仿真验证了基于匹配控制的VSC-HVDC与海上风电系统联动调频策略的有效性。

关键词：联动调频构网型控制匹配控制海上风电柔性直流输电系统

考虑线路序阻抗耦合的风电并网系统电压不平衡机理及抑制方法研究

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电网技术 2024年第2期48卷 552-563页

作者：逄思敏刘其辉石子敬吴林林徐曼新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网山东省电力公司青岛供电公司山东省青岛市266002 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京市西城区100045

我国大规模风电并网系统多采用远距离传输模式,易存在线路不换位或换位不充分的情况,导致送端系统产生电压不平衡现象。为此,以典型实际风电并网系统为研究对象,首先建立风电机组、线路的基频阻抗模型,在此基础上形成风电并网系统分序... 详细信息

我国大规模风电并网系统多采用远距离传输模式,易存在线路不换位或换位不充分的情况,导致送端系统产生电压不平衡现象。为此,以典型实际风电并网系统为研究对象,首先建立风电机组、线路的基频阻抗模型,在此基础上形成风电并网系统分序等效电路,进而从正、负序耦合角度,分析送出线路参数不对称所导致的相间耦合场景下电压不平衡产生机理;其次基于电压不平衡产生机理,详细剖析源、网侧主要因素对电压不平衡的影响程度和影响规律,并提出虚拟导纳抑制策略;最终通过实测数据和MATLAB/Simulink仿真开展了算例研究,验证了理论分析的准确性和抑制策略的有效性。

关键词：风电并网系统阻抗耦合正、负序耦合电压不平衡虚拟导纳抑制策略

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双馈式变速恒频风力发电机的空载及负载并网策略

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电工技术学报 2012年第10期27卷 60-67,78页

作者：刘其辉谢孟丽华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

双馈式变速恒频(DFVSCF)风力发电机在转子侧施加交流励磁,快速调节定子电压,以满足并网条件。本文利用这一柔性连接特性,采用磁场定向矢量控制技术,研究了双馈式变速恒频风力发电机的空载、负载两种并网控制原理,建立了基于定子磁链定... 详细信息

双馈式变速恒频(DFVSCF)风力发电机在转子侧施加交流励磁,快速调节定子电压,以满足并网条件。本文利用这一柔性连接特性,采用磁场定向矢量控制技术,研究了双馈式变速恒频风力发电机的空载、负载两种并网控制原理,建立了基于定子磁链定向矢量控制下的两种并网策略,给出了两种策略下的转子电流控制模型,并设计了不依赖于发电机参数的u-ω型磁链观测器,实现了变速情况下DFVSCF风力发电机的安全并网。最后进行了实验研究,证明了两种并网策略的正确性及有效性。

关键词：双馈变速恒频风力发电并网磁场定向矢量控制 u-ω型磁链观测器

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变速恒频风力发电机空载并网控制

中国电机工程学报 2004年第3期24卷 6-11页

作者：刘其辉贺益康卞松江浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量变换控制技术移植到发电机并网控制上,进而讨论了交流励磁发电机空载并网控制策略,建立空载并网仿真模型,对并网前的空载运行、并网时的过渡过程及并网后的追踪最大风能变速恒频发... 详细信息

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量变换控制技术移植到发电机并网控制上,进而讨论了交流励磁发电机空载并网控制策略,建立空载并网仿真模型,对并网前的空载运行、并网时的过渡过程及并网后的追踪最大风能变速恒频发电运行进行了完整的系统仿真,观察了空载并网控制效果。实验研究更进一步验证了空载并网方式对变速恒频发电机的有效性,仿真和实验表明,所开发的空载并网技术是变速恒频风力发电机的一种较理想并网方式。

关键词：风力发电机空载并网控制矢量变换控制变速恒频解耦控制

双馈式变速恒频风力发电机的无功功率机制及特性研究

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中国电机工程学报 2011年第3期31卷 82-89页

作者：刘其辉王志明华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

双馈式变速恒频风力发电机的无功功率机制及特性研究,对于提高机组并网运行能力和电力系统电压稳定性具有重要意义。采用双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)等效电路,推导了其无功平衡方程。依据平衡方程,讨论了不同... 详细信息

双馈式变速恒频风力发电机的无功功率机制及特性研究,对于提高机组并网运行能力和电力系统电压稳定性具有重要意义。采用双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)等效电路,推导了其无功平衡方程。依据平衡方程,讨论了不同频率定、转子回路的无功折算关系,揭示了DFIG具有灵活强大无功调节能力的机制。研究了不同运行工况下DFIG定、转子无功特性,重点总结了转差率、定子无功对转子无功的影响规律。仿真实验证明了理论分析的正确性。

关键词：变速恒频风力发电双馈感应发电机无功机制与特性

基于电网电压定向矢量变换的SVC平衡化补偿策略

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电工技术学报 2009年第8期24卷 147-153页

作者：刘其辉蔚芳康长路华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 山东泰开电力电子有限公司泰安271000

冲击性负荷会引起供电系统严重的电压波动和三相不平衡,对其进行平衡化补偿具有重要的意义。将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器(SVC)平衡化补偿策略。该策略通过在电网电压稳定条件下对负... 详细信息

冲击性负荷会引起供电系统严重的电压波动和三相不平衡,对其进行平衡化补偿具有重要的意义。将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器(SVC)平衡化补偿策略。该策略通过在电网电压稳定条件下对负荷电流进行矢量变换,实现其基波正序、负序分量的分离以及基波有功、无功分量的解耦,最后利用低通滤波器检出有用直流信号并计算出补偿电纳。仿真及实验表明,该策略具有较高的精度和优良的动态性能,其补偿效果不受负荷谐波电流的影响。

关键词：冲击性负荷电网电压定向矢量变换平衡化补偿策略