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基于STATCOM/BESS强化风机VSG虚拟惯性的协同控制方法

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电力系统保护与控制 2019年第23期47卷 74-81页

作者：刘青徐宏璐李权新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 华北电力大学经济与管理学院河北保定071003

为了解决风电并网系统在频率波动时缺乏足够的频率支撑能力这一问题,在风电机组主控引入虚拟同步发电机(VSG)算法,采用储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)为风电机组的旋转动能提供能量来源以强化系统的虚拟惯性。根据频率偏差与频率... 详细信息

为了解决风电并网系统在频率波动时缺乏足够的频率支撑能力这一问题,在风电机组主控引入虚拟同步发电机(VSG)算法,采用储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)为风电机组的旋转动能提供能量来源以强化系统的虚拟惯性。根据频率偏差与频率变化率,在考虑蓄电池(BESS)荷电状态的情况下,调整STATCOM/BESS工作模式,以实现虚拟转动惯量的自适应变化。通过对风机VSG构造的小信号模型进行分析,确定了虚拟转动惯量的整定原则,进一步给出了BESS容量配置的合理范围,并结合经济性说明BESS容量配置的优化方法。利用PSCAD/EMTDC得到的仿真结果表明,所提的方法能有效改善频率的动态响应,提高风电并网系统的频率支撑能力。

关键词：虚拟同步发电机 STATCOM/BESS 虚拟惯性频率支撑小信号模型

STATCOM/BESS接入新能源并网系统的协调控制策略研究

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STATCOM/BESS接入新能源并网系统的协调控制策略研究

作者：徐宏璐华北电力大学

学位级别：硕士

随着我国新能源的快速发展,电网中新能源占比日益提高。风电等新能源相比于常规机组,具有明显的波动性和间歇性,大规模并网必然对电力系统的安全稳定带来很大影响,主要表现为易出现次同步振荡(SSO)现象,等效转动惯量小,电压调节能力有限... 详细信息

随着我国新能源的快速发展,电网中新能源占比日益提高。风电等新能源相比于常规机组,具有明显的波动性和间歇性,大规模并网必然对电力系统的安全稳定带来很大影响,主要表现为易出现次同步振荡(SSO)现象,等效转动惯量小,电压调节能力有限等,在频率、电压大幅波动情况下存在脱网风险,局部电网的新能源消纳能力有限,易发生“弃风弃光”。FACTS装置与储能结合可扩大运行范围、提高性能,提供更加灵活多样的电能调节。静止同步补偿器(STATCOM)与蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)相结合,采用旋转坐标系下的电流解耦控制,可实现无功和有功的独立调节,从而扩大运行范围、提高性能,使输电更为柔性化。(1)为抑制风火联运系统产生的多模态次同步振荡问题,提出了一种基于STATCOM/BESS的抑制方法。首先利用特征值分析法得到参与矩阵,根据STATCOM/BESS控制参数在各振荡模态下对应的参与因子,探究各控制参数在对各个振荡模态的影响当中所占比重;其次,利用STATCOM/BESS的电流解耦能力,在电流内环控制回路附加改进自抗扰(ADRC)阻尼控制器抑制多模态振荡,并采用改进量子粒子群算法对控制器参数进行优化。通过时域仿真验证可见,所提控制策略能够有效抑制风火能源联运系统的SSO问题,且具有速度快、适应性强的优点。(2)为解决风电并网系统在频率波动时缺乏足够的频率支撑能力,在风电机组主控引入虚拟同步发电机(VSG)算法,采用STATCOM/BESS为风电机组的旋转动能提供能量来源以强化系统的虚拟惯性。根据频率偏差与频率变化率,在考虑BESS荷电状态的情况下,调整STATCOM/BESS工作模式,以实现虚拟转动惯量的自适应变化。通过对风机VSG构造的小信号模型进行分析,确定了虚拟转动惯量的整定原则,进一步给出了BESS容量配置的合理范围,并结合经济性说明BESS容量配置的优化方法。仿真算例分析表明,该方法相比于下垂控制与传统VSG控制,对频率支撑的效果更好,且为风机并网点电压提供可靠的补偿,进一步提高了系统的稳定性。(3)针对风电并网系统运行中负荷突变等引起的频率波动和并网点电压的骤升/骤降问题,提出了一种基于STATCOM/BESS的频率与电压智能联调优化控制方法,该方法在具体实施过程中分为三层。首先,在实时监测层,基于风速分区与模糊控制判断风机的调频能力、系统有功需求及无功需求;其次,在动态决策层,综合考虑惯性常数和并网点电压,结合风机无功可调范围,动态优化有功、无功分配策略;最后,在执行控制层,风电机组与STATCOM/BESS对功率指令进行控制执行,STATCOM/BESS强化虚拟惯性时,考虑BESS荷电状态(SOC),基于SOC反馈动态调整其工作模式,控制结束后将相关参数及时反馈。通过对仿真结果分析可知,该方法可对频率提供有效支撑,且能够为风机并网点电压提供可靠的无功补偿,有效提高系统的频率与电压支撑能力。

关键词： STATCOM/BESS 次同步振荡虚拟转动惯量频率支撑电压调节

直驱风电并网系统强交互作用下的暂态稳定机理研究

同方学位论文库评论

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中国电机工程学报 2024年

作者：马静徐宏璐李翔宇新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

针对直驱风电并网系统的暂态稳定性问题，本文考虑风机之间及风机与电网之间的强交互作用影响，构建了直驱风电并网系统的动态能量模型。根据动态能量来源的不同，将系统总动态能量分为风机自身电气量产生的机组感应动态能量、各台风机... 详细信息

针对直驱风电并网系统的暂态稳定性问题，本文考虑风机之间及风机与电网之间的强交互作用影响，构建了直驱风电并网系统的动态能量模型。根据动态能量来源的不同，将系统总动态能量分为风机自身电气量产生的机组感应动态能量、各台风机间的机间耦合动态能量及风机与电网间的机网耦合动态能量三部分，分别表征系统机组感应、机间交互以及机网交互对系统暂态稳定性的影响。基于此，定量分析风机接入距离、电压跌落幅度和锁相环控制参数对直驱风电并网系统暂态稳定性的影响规律，解决了传统等值模型无法描述风机之间和机网之间交互作用对稳定性影响的难题。最后，根据实际风电场模型参数，在RT-LAB平台搭建直驱风电场模型，并进行硬件在环试验验证，结果表明：机间耦合动态能量的大小与流向取决于风机之间的锁相环参数差异，机网耦合动态能量是导致稳定性水平降低的关键因素；风机接入距离、电压跌落幅度和锁相环参数对感应动态能量与耦合动态能量两者的影响规律相反，且接入距离对稳定性的影响最大。

关键词：直驱风电场暂态稳定性动态能量机间交互机网交互

基于STATCOM/BESS的风火打捆系统次同步振荡抑制研究

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电力电容器与无功补偿 2019年第3期40卷 165-170页

作者：刘青徐宏璐李杰华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 国网山东省电力公司检修公司济南250118

基于高压直流输电(HVDC)技术将风电与火电打捆运行已成为解决远距离输电需求的一种可行方案。为解决风火打捆经直流送出系统的次同步振荡问题,提出了一种基于储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的抑制方法。首先对 STATCOM/BESS 抑制... 详细信息

基于高压直流输电(HVDC)技术将风电与火电打捆运行已成为解决远距离输电需求的一种可行方案。为解决风火打捆经直流送出系统的次同步振荡问题,提出了一种基于储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的抑制方法。首先对 STATCOM/BESS 抑制次同步振荡的机理进行了分析;其次,基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)设计出 STATCOM/BESS 关于风火打捆系统的次同步振荡抑制方法,在 STATCOM/BESS 电流内环控制回路上附加阻尼控制抑制多模态振荡,并采用改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对附加阻尼控制器参数进行协调优化。最后,基于 PSCAD/EMTDC 平台搭建了含 STATCOM/BESS 接入的风火打捆经直流送出系统仿真模型,对所提抑制方法的有效性进行仿真验证,结果表明该方法能有效抑制风火打捆系统中的次同步振荡问题,提高系统的稳定性。

关键词：风火打捆次同步振荡附加阻尼控制器 STATCOM/BESS 改进粒子群算法

能源交通融合下的弹性公路能源系统发展技术要点及展望

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电网技术 2023年第3期47卷 885-895页

作者：马静徐宏璐马瑞辰黄韦博程鹏贾利民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

作为两大战略性、基础性、全局性的行业,能源与交通是社会生产生活和经济发展提升的重要根本保障,两者集成协同、融合发展形成的公路能源系统对于应对资源紧缺与环境污染带来的严峻挑战意义重大。然而,能源系统在极端自然灾害等恶劣条... 详细信息

作为两大战略性、基础性、全局性的行业,能源与交通是社会生产生活和经济发展提升的重要根本保障,两者集成协同、融合发展形成的公路能源系统对于应对资源紧缺与环境污染带来的严峻挑战意义重大。然而,能源系统在极端自然灾害等恶劣条件下时略显脆弱,其瘫痪也会造成公路系统的运营风险急剧增加。针对能源交通融合背景下的弹性公路能源系统,该文首先介绍了现有公路能源系统的不足,从能源转型、经济建设和发展布局3方面阐述了发展新型公路能源系统的必要性。而后对比了弹性与柔性、韧性的区别,给出了弹性公路能源系统的定义与关键特征,在此基础上介绍了弹性公路能源系统的基本运行模式。继而总结了目前弹性公路能源系统的关键技术研究现状,探讨了现有技术仍存在的难点及其解决方案。最后,对未来弹性公路能源系统的发展做出展望。

关键词：能源交通融合弹性公路能源系统分布式电源微电网

风火联运经直流外送系统的次同步振荡抑制研究

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电力电容器与无功补偿 2020年第4期41卷 200-205页

作者：刘青徐宏璐朱益莹姜昶华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

风火能源联运经直流外送输电技术已成为解决远距离输电的理想解决方案,为抑制风火联运系统产生的多模态次同步振荡问题,挖掘含储能全控型柔性交流输电装置对次同步振荡的抑制能力,提出了一种基于储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的... 详细信息

风火能源联运经直流外送输电技术已成为解决远距离输电的理想解决方案,为抑制风火联运系统产生的多模态次同步振荡问题,挖掘含储能全控型柔性交流输电装置对次同步振荡的抑制能力,提出了一种基于储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的抑制方法。首先利用特征值分析法得到参与矩阵,根据STATCOM/BESS控制参数在各振荡模态下对应的参与因子,探究各控制参数在对各个振荡模态的影响当中所占比重;其次,利用STATCOM/BESS的电流解耦能力,在电流内环控制回路附加改进ADRC阻尼控制器抑制多模态振荡,并采用改进量子粒子群算法对控制器参数进行优化;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了方法的有效性及适应性,表明该抑制策略能够有效抑制风火能源联运经直流外送系统的次同步振荡问题,提高系统稳定性。

关键词：风火能源联运次同步振荡(SSO) 特征值分析法自抗扰改进量子粒子群算法

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大体积混凝土结构温度损伤研究

水电能源科学 2018年第12期36卷 109-112页

作者：司政辛兰芳牛芙蓉徐宏璐西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

研究混凝土浇筑块在温度作用下的损伤分布,可为大体积混凝土温度损伤理论在实际工程中的应用提供参考。基于指数函数温度损伤模型,分析混凝土浇筑块结构计算周期内所有节点的损伤量,并结合数据可视化处理技术,将结构体损伤量以等值线图... 详细信息

研究混凝土浇筑块在温度作用下的损伤分布,可为大体积混凝土温度损伤理论在实际工程中的应用提供参考。基于指数函数温度损伤模型,分析混凝土浇筑块结构计算周期内所有节点的损伤量,并结合数据可视化处理技术,将结构体损伤量以等值线图的形式呈现。计算结果表明,浇筑期间及浇筑完成的初期,混凝土浇筑块表面及基础约束区的温度损伤严重;结构体损伤程度与温度应力分布在时间上不同步。因此,对混凝土结构进行温度损伤分析是十分必要的。

关键词：大体积混凝土温度应力温度损伤包络线图

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桥西区全力推进廉租房项目建设 003

张家口日报

作者：李春瑞徐宏璐

本报讯（通讯员李春瑞徐宏璐）今年，桥西区共承担碧秀园、大境门西山底等近5万平方米廉租房建设项目，目前，承建的1202套廉租房，676套正在内外装修，562套进行主体施工。　　这区区委、区政府在狠抓城市重点工程建设的同时，把...

本报讯（通讯员李春瑞徐宏璐）今年，桥西区共承担碧秀园、大境门西山底等近5万平方米廉租房建设项目，目前，承建的1202套廉租房，676套正在内外装修，562套进行主体施工。　　这区区委、区政府在狠抓城市重点工程建设的同时，把廉租房建设作为关注民生、改善民生的?

关键词：

来源： cnki报纸评论

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镶嵌组合坝混凝土坝体结构体型探讨

西北水电 2014年第6期 30-33,45页

作者：陆希徐宏璐中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

通过对镶嵌组合坝中镶嵌混凝土坝的分析研究,初步探讨了镶嵌混凝土坝的体型特征对镶嵌组合坝应力应变的影响,为解决高面板堆石坝的安全性提出了一种思路。

关键词：镶嵌混凝土组合坝混凝土坝应力应变计算