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多电平柔性直流输电定有功功率与频率辅助控制

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电网技术 2012年第9期36卷 182-186页

作者：范心明管霖何健明华南理工大学电力学院广东省广州市510641

对风电采用多电平柔性直流输电接入电网的控制进行了研究。首先建立了柔性直流输电系统在三相静止坐标系下的详细数学模型,然后导出了在dq0旋转坐标系下的数学模型。对于系统级控制,基于电压向量定向直接电流控制方法提出了适合于风电... 详细信息

对风电采用多电平柔性直流输电接入电网的控制进行了研究。首先建立了柔性直流输电系统在三相静止坐标系下的详细数学模型,然后导出了在dq0旋转坐标系下的数学模型。对于系统级控制,基于电压向量定向直接电流控制方法提出了适合于风电接入的定有功功率与频率辅助控制策略。另外,设计了定交流电压控制器以及定直流电压控制器。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,仿真结果表明整个系统具有良好的控制性能。

关键词：柔性直流输电多电平换流器向量控制有功控制频率辅助控制

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多电平柔性直流输电在风电接入中的应用

高电压技术 2013年第2期39卷 497-504页

作者：范心明管霖夏成军何健明华南理工大学电力学院广州510641

大规模风电的发展和集中接入对输电技术提出了更高的要求,为此,基于d-q矢量定向直接电流控制,提出了一种柔性直流输电(VSC-HVDC)的有功功率控制策略,使柔性直流输电系统能实时调整输送功率的大小并保持风电场的稳定。在考虑风速波动和... 详细信息

大规模风电的发展和集中接入对输电技术提出了更高的要求,为此,基于d-q矢量定向直接电流控制,提出了一种柔性直流输电(VSC-HVDC)的有功功率控制策略,使柔性直流输电系统能实时调整输送功率的大小并保持风电场的稳定。在考虑风速波动和电网故障的情况下,对柔性直流输电和交流输电2种接入方式进行了分析比较。在PSCAD/EMTDC软件下对所提出的控制方法和2种接入方式进行建模和仿真。结果表明:当风速发生波动时,柔性直流输电两端公共连接点处的电压和受端直流电压都能控制在参考值上,输电功率与风电出力一致,送端直流电压随功率的波动而变化。与交流输电相比,柔性直流输电能将风电场电压更有效地控制在参考值上,发生故障时能有效稳定风电场的电压与频率。

关键词：风电接入柔性直流输电(VSC-HVDC) d-q矢量控制直接电流控制有功功率控制稳定控制

MMC-HVDC系统阀区单相接地故障定位研究

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电力系统保护与控制 2020年第9期48卷 143-149页

作者：彭涛郭贤朝吴江一范心明李新广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000 北京四方继保自动化股份有限公司北京100085

模块化多电平的直流输电系统(MMC-HVDC)换流变压器阀侧中性点采用大电阻接地。任何一换流站阀侧发生单相接地故障后,导致两个换流站的中性点电流幅值和相位均相等。两个换流站都触发中性点过流保护元件动作,无法准确定位故障位置,对后... 详细信息

模块化多电平的直流输电系统(MMC-HVDC)换流变压器阀侧中性点采用大电阻接地。任何一换流站阀侧发生单相接地故障后,导致两个换流站的中性点电流幅值和相位均相等。两个换流站都触发中性点过流保护元件动作,无法准确定位故障位置,对后续的柔直检修工作带来极大困扰。针对此问题,深入分析了阀侧单相故障产生的故障电流通道机理,指出一条放电回路为非全相放电通道,结合柔直的平衡性控制特点,该通道即不可控制通道;另一条零序放电回路为故障放电通道。提出了在一侧换流站增加零序补偿策略,该策略在原调制电压上叠加零序电压,导致两换流站中性点电流出现差值而实现故障准确定位。新策略不增加任何测量装置,简单可靠,易于实现。最后通过RTDS试验平台验证所提策略的正确性。

关键词：柔性直流输电系统单相接地故障中性点电流零序电压补偿

风电场交直流混合输电并网中VSC-HVDC的控制

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中国电机工程学报 2014年第28期34卷 4781-4790页

作者：范心明管霖夏成军李峰饶宏李立浧华南理工大学电力学院广东省广州市510641 南方电网科学研究院广东省广州市510080

为提高风电场交直流混合输电并网的系统性能,提出一种更加灵活的电压源换流器高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)控制策略。对于风电场侧电压源换流器,设计了一种新的交流电压–功角控制... 详细信息

为提高风电场交直流混合输电并网的系统性能,提出一种更加灵活的电压源换流器高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)控制策略。对于风电场侧电压源换流器,设计了一种新的交流电压–功角控制方法。对于交直流混合输电模式,该方法通过调节风电场交流母线电压与电压源换流器输出电压间的功角来实现定有功功率控制。对于纯柔性直流输电模式,风电场交流母线电压自动被调节为具有恒幅恒频的交流电压,实现了对波动风电的同步输送。该方法中输电模式的变化无需切换控制;另外,通过附加电流高通滤波器增强了对系统谐振的阻尼作用。对电网侧电压源换流器,采用一种新的直接电流矢量控制,使直流电压稳定在参考值上。运用PSCAD/EMTDC仿真软件对分别接入笼型感应发电机(squirrel cage induction generator,SCIG)风电场和双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)风电场的交直流混合输电系统建模仿真。一系列运行条件下的仿真结果验证了控制方法的有效性与可行性。

关键词：风力发电交直流混合输电电压源换流器高压直流输电控制策略稳定性

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风力发电新技术及并网稳定问题

电气应用 2012年第8期31卷 90-94页

作者：范心明何健明管霖华南理工大学电力学院

风电是一种重要的安全可再生能源。对风电机组及其建模技术、风电接入电网技术以及一些新技术的应用进行了综述和分析,对有关风电并网后对电网稳定影响的研究进行了总结和梳理,最后指出了需要研究解决的技术问题和难点。

关键词：风电建模技术风电并网电力系统稳定

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EPS永磁同步电动机控制与仿真研究

微电机 2008年第9期41卷 69-71页

作者：范心明程小华华南理工大学电力学院广州510640

简要介绍了电动助力转向系统(EPS)的结构与工作原理,阐述了系统对助力电动机的性能要求。在此基础上建立了EPS永磁同步电动机控制系统的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果验证了系统的可行性、高可靠性以及控制方法的有效性,为EPS系... 详细信息

简要介绍了电动助力转向系统(EPS)的结构与工作原理,阐述了系统对助力电动机的性能要求。在此基础上建立了EPS永磁同步电动机控制系统的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果验证了系统的可行性、高可靠性以及控制方法的有效性,为EPS系统的设计提供了新的思路。

关键词：电动助力转向助力力矩永磁同步电动机仿真

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基于PCHD模型的柔性直流输电鲁棒控制

电力系统自动化 2013年第15期37卷 40-46页

作者：范心明管霖夏成军饶宏许树楷李立浧华南理工大学电力学院广东省广州市510640 南方电网科学研究院广东省广州市510080

基于柔性直流输电系统的数学模型与端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)方程建立了换流器三相坐标系下的PCHD模型,并导出了换流器在dq旋转坐标系下的PCHD模型,证明了换流器的严格无源性。通过配置连接矩阵与阻尼矩阵构造期望能量函数,并确立为Ly... 详细信息

基于柔性直流输电系统的数学模型与端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)方程建立了换流器三相坐标系下的PCHD模型,并导出了换流器在dq旋转坐标系下的PCHD模型,证明了换流器的严格无源性。通过配置连接矩阵与阻尼矩阵构造期望能量函数,并确立为Lyapunov函数。通过注入阻尼矩阵消除了换流器直流侧等效电阻对系统的影响。由期望平衡点、状态变量及互联和阻尼分配无源性(IDA-PB)控制原理设计了换流器的IDA-PB控制器。在不同的运行条件下用PSCAD/EMTDC软件对控制系统进行了仿真,结果表明所提出的控制策略具有良好的动、静态性能和鲁棒性。

关键词：柔性直流输电稳定控制鲁棒控制端口受控耗散哈密尔顿模型无源性阻尼注入互联和阻尼分配无源性控制

一种多风电场多端柔性直流输电的模拟电源控制

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电测与仪表 2016年第17期53卷 99-105页

作者：范心明黄小耘郭为斌佛山供电局广东佛山528000

基于电压源换流器(VSC)的多端直流输电(VSC-MTDC)是风电场群接入电网的一种优选方式。对于多个风电场由VSC-MTDC并网,提出了一种新的VSC-MTDC模拟电源控制并应用了一种VSC-MTDC星形拓扑结构。该方法将VSC-MTDC的风电场侧换流器交流母线... 详细信息

基于电压源换流器(VSC)的多端直流输电(VSC-MTDC)是风电场群接入电网的一种优选方式。对于多个风电场由VSC-MTDC并网,提出了一种新的VSC-MTDC模拟电源控制并应用了一种VSC-MTDC星形拓扑结构。该方法将VSC-MTDC的风电场侧换流器交流母线控制为定电压幅值、频率和相角的电源点,对风电有功实现了随动控制。拓扑结构中风电场侧换流器共用一条直流通道输电并将其中一侧换流器直流母线用作汇流点。一种新的直接电流矢量控制应用于电网侧换流器来控制直流电压。3个风电场4端VSC-MTDC的PSCAD/EMTDC仿真验证了拓扑结构可行且控制方法正确有效。

关键词：风力发电多风电场电压源换流器多端直流输电控制策略稳定性

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风电接入下柔性直流输电的无源解耦控制

电工技术学报 2013年第10期28卷 311-319页

作者：范心明管霖何健明夏成军饶宏李立浧华南理工大学电力学院广州510641 南方电网科学研究院广州510080

对于风电场的接入柔性直流输电具有明显的技术经济优势,而大规模风电的集中接入需要更强的鲁棒性。基于换流器三相坐标系下的数学模型,建立了换流器在d-q旋转坐标系下的EL(Euler-Lagrange)数学模型,证明了换流器的严格无源性。基于换流... 详细信息

对于风电场的接入柔性直流输电具有明显的技术经济优势,而大规模风电的集中接入需要更强的鲁棒性。基于换流器三相坐标系下的数学模型,建立了换流器在d-q旋转坐标系下的EL(Euler-Lagrange)数学模型,证明了换流器的严格无源性。基于换流器的能量耗散性,采用状态误差构造能量存储函数并以误差存储函数为Lyapunov函数,通过注入阻尼使系统快速收敛到期望稳定平衡点。根据误差存储函数的收敛条件设计了换流器的无源控制器,实现了各变量的解耦控制。在不同的运行条件下,用PSCAD/EMTDC软件对控制系统进行了仿真,结果表明所提出的控制策略具有良好的动、静态性能和鲁棒性。

关键词：大规模风电柔性直流输电无源性 EL模型误差存储函数解耦控制