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模块化直流电源方案与控制系统设计

浙江电力 2020年第7期39卷 23-29页

作者：刘楚晖楼伯良南京南瑞继保电气有限公司南京211102 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

为实现直流电源功率快速拓展,提出了基于模块化思路的直流电源方案。单模块由基于单电感滤波PWM(脉冲宽度调制)整流器的前级子模块和基于移相全桥的后级子模块串接而成,多模块在交流输入侧与直流输出侧直接并联来实现功率提升。在考虑... 详细信息

为实现直流电源功率快速拓展,提出了基于模块化思路的直流电源方案。单模块由基于单电感滤波PWM(脉冲宽度调制)整流器的前级子模块和基于移相全桥的后级子模块串接而成,多模块在交流输入侧与直流输出侧直接并联来实现功率提升。在考虑数字控制系统延时的情况下,建立多模块并联时前级子模块电流环及输入阻抗模型,分析多种因素对前级子模块稳定性的影响。同时,建立后级子模块的输出阻抗模型,从而为确立此直流电源可带负载阻抗的范围提供理论依据。最终研制出六模块并联、总输出220 V/600 A的样机,验证了模块化直流电源方案和控制系统的可行性。

关键词：模块化直流电源数字控制系统延时输入阻抗输出阻抗稳定性

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大规模交直流混联电网RTDS快速建模方法

电力自动化设备 2019年第9期39卷 192-198页

作者：杨林超应超楠徐政楼伯良董炜华文浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014

为提高大规模交直流系统实时数字仿真器(RTDS)建模的效率,提出了一套将各种常用机电暂态数据文件统一转换为RTDS模型的成套流程方法。对PSS/E-RSCAD数据转换时关键元件的模型对应关系及存在的问题进行了对比分析,从电力系统抽象建模、... 详细信息

为提高大规模交直流系统实时数字仿真器(RTDS)建模的效率,提出了一套将各种常用机电暂态数据文件统一转换为RTDS模型的成套流程方法。对PSS/E-RSCAD数据转换时关键元件的模型对应关系及存在的问题进行了对比分析,从电力系统抽象建模、动态等值、数据预处理和数据转换等方面详细介绍了大规模交直流系统RTDS建模的关键技术。开发了一套常用机电暂态软件至RTDS的数据移植软件,并成功应用于浙江电网的RTDS快速建模研究。对称故障下的仿真结果表明,系统转换前后稳态和暂态特性相一致,验证了RTDS快速建模方法的有效性。

关键词：大规模交直流混联电网 RTDS 快速建模数据转换电磁暂态仿真

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抑制连续换相失败的直流功率控制策略

电网技术 2019年第10期43卷 3514-3522页

作者：汤奕郑晨一楼伯良华文王龙飞东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

连续换相失败的抑制方法是交直流混联系统的关键问题之一,但当前改进直流控制系统乃至换流器拓扑结构的研究方法,未能较好适应现阶段实际工程对控制策略的需求。提出了一种抑制连续换相失败的直流功率控制策略。首先,分析了直流系统的... 详细信息

连续换相失败的抑制方法是交直流混联系统的关键问题之一,但当前改进直流控制系统乃至换流器拓扑结构的研究方法,未能较好适应现阶段实际工程对控制策略的需求。提出了一种抑制连续换相失败的直流功率控制策略。首先,分析了直流系统的无功需求及连续换相失败的主要原因,提出了基于临界电压的连续换相失败风险判断方法;其次,提出了依据风险预判结果实时减小或恢复直流输送功率的控制策略,以改善直流系统的无功需求和恢复特性,从而抑制连续换相失败;最后,基于标准测试系统和实际电网对文中策略进行了仿真验证,结果表明所提方法具有较好的工程适应性及应用前景。

关键词：直流输电连续换相失败风险预判控制策略

随机激励下系统频率动态安全性量化评估及半解析分析

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中国电机工程学报 2017年第7期37卷 1955-1962页

作者：李洪宇鞠平余一平黄晓明楼伯良黄弘扬河海大学能源与电气学院江苏省南京市210098 国网浙江省电力公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

随着大规模可再生能源与电动汽车等的接入,电力系统中随机激励的类型逐渐增加、强度逐渐增强,系统频率的动态安全问题引起人们的关注。该文首先提出了域内概率(系统频率在安全允许范围内的概率)作为随机激励对系统频率动态安全性影响的... 详细信息

随着大规模可再生能源与电动汽车等的接入,电力系统中随机激励的类型逐渐增加、强度逐渐增强,系统频率的动态安全问题引起人们的关注。该文首先提出了域内概率(系统频率在安全允许范围内的概率)作为随机激励对系统频率动态安全性影响的量化评估指标。基于后向Kolmogorov方程,提出了可以快速求解域内概率的半解析法。最后通过仿真对比蒙特卡洛法与半解析法,验证了所提方法的有效性和快速性。该文从随机微分方程角度,揭示随机激励对系统频率动态安全性的影响机理,为随机激励下系统动态频率的分析提供新的方法。

关键词：随机激励系统频率动态安全性域内概率半解析法随机微分方程后向Kolmogorov方程

多直流馈入受端电网严重故障后的主动解列策略

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电力系统自动化 2018年第24期42卷 86-91页

作者：王燕君凌卫家李兆伟楼伯良崔晓丹邓晖南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310007 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

随着特高压交直流互联电网的快速发展,极大地增强了大范围资源优化配置能力,但在极端故障情况下,电网存在全网性暂态失稳的风险。为了最大限度地保障电网失稳场景下局部重要负荷分区不间断供电,主动解列是一种有效的控制措施。针对多直... 详细信息

随着特高压交直流互联电网的快速发展,极大地增强了大范围资源优化配置能力,但在极端故障情况下,电网存在全网性暂态失稳的风险。为了最大限度地保障电网失稳场景下局部重要负荷分区不间断供电,主动解列是一种有效的控制措施。针对多直流馈入的受端电网,分析了交直流故障下全网性的暂态失稳场景,并由失稳特点提出主动解列的应对策略,从判据设置、解列断面的选择原则及追加紧急控制等方面对主动解列策略进行阐述,并通过实际电网仿真算例验证了所提策略的有效性。

关键词：主动解列解列策略多直流馈入受端电网广域测量系统

适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

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电力建设 2019年第7期40卷 57-64页

作者：杨林超楼伯良徐政周华华文浙江大学电气工程学院杭州市310027 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州市310014 国网浙江省电力有限公司杭州市310007

电磁暂态仿真能准确模拟交直流系统在不对称故障下的动态特性,为减小仿真计算量,提高仿真效率,需对大规模系统进行等值简化。提出了一种适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法,该方法基于物理等效的动态等值技术,改进了... 详细信息

电磁暂态仿真能准确模拟交直流系统在不对称故障下的动态特性,为减小仿真计算量,提高仿真效率,需对大规模系统进行等值简化。提出了一种适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法,该方法基于物理等效的动态等值技术,改进了低压网络标准等值结构,考虑了不对称短路故障时的负序和零序电流,采用了一种工程实用的等值发电机参数聚合和控制器模型选取方法,实现了等值前后主网各序网络阻抗相等,提高了等值系统在不对称故障下的仿真精度。该等值方法在网络简化过程中不会产生负电阻支路,同时避免了等值变压器负电阻和负电抗的出现,等值后的系统可直接用于电磁暂态仿真。最后开发了相应的等值软件,并将其应用于华东电网,等值结果验证了所提方法的有效性。

关键词：大规模交直流系统电磁暂态动态等值三序网络不对称故障

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柔性多状态开关多端口协调优化调控方法

高电压技术 2020年第4期46卷 1161-1170页

作者：马骏超周洁洁彭琰陆承宇楼伯良黄弘扬国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州310009

针对配电网中高渗透率新能源消纳能力提升和馈线均衡与系统运行降损需求,提出了柔性多状态开关多端口协调优化调控方法。算法分为2层,分别是参考点优化层和斜率优化层。在参考点优化层,基于源、荷长时间尺度预测数据,考虑交流馈线负载... 详细信息

针对配电网中高渗透率新能源消纳能力提升和馈线均衡与系统运行降损需求,提出了柔性多状态开关多端口协调优化调控方法。算法分为2层,分别是参考点优化层和斜率优化层。在参考点优化层,基于源、荷长时间尺度预测数据,考虑交流馈线负载率均衡约束、开关端口功率交互方向及损耗约束以及系统潮流、运行安全等约束,以最小化系统运行成本为目标,对各端口运行参考点进行优化。在斜率优化层,基于参考点优化层所得的端口功率交互方向和运行参考点,根据指令更新间隔期间短时间尺度源、荷预测数据,考虑各端口有功、无功下垂控制约束和有功、无功容量耦合约束,以降低运行损耗为目标,对下垂斜率进行优化。算例仿真结果表明,所提出的柔性多状态开关调控方法可以有效降低系统运行损耗,实现不同馈线的功率资源优化共享;此外,基于蒙特卡洛模拟,说明所提出的方法对于间歇性新能源与负荷的发用电功率波动有较好的适应能力,可以有效降低系统状态的越限风险。

关键词：柔性多状态开关下垂控制参考点优化斜率优化准稳态过程

基于有功和无功功率协调分配的统一电能质量调节器控制策略

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电力自动化设备 2018年第3期38卷 177-183页

作者：黄晓明范志华刘子文苗世洪李献伟楼伯良黄弘扬国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 许继集团有限公司河南许昌461000

统一电能质量调节器(UPQC)由串联型有源滤波器和并联型有源滤波器组合而成。在常规功率控制策略中,串、并联变流器与馈线之间存在的有功功率环流增大了串、并联单元的容量负担和损耗,且当电源电压跌落较大时,串、并联单元在补偿电能质... 详细信息

统一电能质量调节器(UPQC)由串联型有源滤波器和并联型有源滤波器组合而成。在常规功率控制策略中,串、并联变流器与馈线之间存在的有功功率环流增大了串、并联单元的容量负担和损耗,且当电源电压跌落较大时,串、并联单元在补偿电能质量过程中有可能发生容量越限。提出了基于有功和无功功率协调分配的UPQC控制策略,通过合理分配串、并联变流器的功率输出,充分发挥串联变流器的作用,使得串联变流器承担部分负载无功功率以减轻并联变流器的负担,并消除有功功率环流;基于并联变流器补偿容量恒定的原则分配电源与储能单元提供的有功功率,以减小配电网馈线过电流的风险,并保证串、并联单元在补偿电能质量过程中不会发生容量越限。在电源电压完全跌落的极限情况下,负载有功完全由储能提供,实现了不间断电源的功能。在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真算例,结果验证了所提策略的正确性和有效性,能够实现UPQC串、并联变流器以及储能单元的协调控制。

关键词：统一电能质量调节器电能质量储能单元功率分配协调控制

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一种安全稳定紧急调控在线预决策方法

中国电力 2019年第8期52卷 91-97页

作者：鲍颜红徐泰山周华任先成楼伯良吴峰南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏南京211106 国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014

特高压交直流系统安全稳定特性复杂,在严重多重故障下可能存在较大事故风险,需要采取预防措施进行控制。对于实时性要求不太高(分钟级)的安全稳定问题,及时有效的故障后紧急调控可以避免预防控制防御代价过大的问题。为了弥补目前调度... 详细信息

特高压交直流系统安全稳定特性复杂,在严重多重故障下可能存在较大事故风险,需要采取预防措施进行控制。对于实时性要求不太高(分钟级)的安全稳定问题,及时有效的故障后紧急调控可以避免预防控制防御代价过大的问题。为了弥补目前调度运行人员采用的离线调度预案和校正控制实时决策计算的不足,提出了一种安全稳定紧急调控在线预决策方法。采用预想故障时域仿真的中长期变步长计算方法,通过各母线频率电压波动判断准稳态运行状态并形成运行方式,通过求解安全稳定约束优化函数获得预决策策略,实际故障发生后通过故障形态和安全稳定问题匹配预决策策略进行紧急调控,某实际电网的算例验证了该方法的有效性。

关键词：在线评估安全稳定预决策紧急调控综合防御