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Fault Ride-Through(FRT)Behavior in VSC-HVDC as Key Enabler of Transmission Systems Using SCADA Viewer Software

Energy Engineering 2022年第6期119卷 2369-2406页

作者： Samuel Bimenyimana Chen Wang Godwin Norense Osarumwense Asemota Aphrodis Nduwamungu Francis Mulolani jean de dieu niyonteze Shilpi Bora Chun-Ling Ho Noel Hagumimana Theobald Habineza Waqar Bashir Yiyi Mo Intelligence and Automation in Construction Provincial Higher-Educational Engineering Research Centre Huaqiao UniversityXiamen361021China African Centre of Excellence in Energy for Sustainable development University of RwandaKigali4285Rwanda Fujian Province Key Laboratory of Automotive Electronics and Electric Drive Fujian University of TechnologyFuzhou350118China department of Climate Change Observatory Secretariat Ministry of EducationKigali4285Rwanda School of Electrical Engineering and Automation Tianjin Polytechnic UniversityTianjin300000China department of Electrical and Electronics Engineering Copperbelt UniversityKitwe23456Zambia Ajeenkya D Y PatilUniversity LohegaonPune412105India Carnegie Mellon University-Kigali Rwanda Campus Kigali4285Rwanda

The world’s energy consumption and power generation demand will continue to ***,the bulk of the energy resources needed to satisfy the rising demand is far from the load *** aforementioned requires long-distance transmission systems and one way to accomplish this is to use high voltage direct current(HVDC)transmission *** main technical issues for HVDC transmission systems are loss of synchronism,variation of quadrature currents,amplitude,the inability of station 1(rectifier),and station 2(inverter)to either inject,or absorb active,or reactive power in the network in any circumstances(before a fault occurs,during having a fault in network and after a fault cleared),and the variations of power transfer ***,faults impact power quality such as voltage dips and power line outage *** paper presents a method of overcoming the aforementioned technical issues using voltage-source converter(VSC)based HVDC transmission systems with SCADA VIEWER software and dynamic grid *** benefits include having a higher capacity transmission system and proposed best method for control of active and reactive power transfer *** results obtained using MATLAB validated the experimental results from SCADA Viewer *** results indicate that the station’s rectifier or inverter can either inject or absorb either active power or reactive power in any ***,the reverse power flow under different modes of operation can ride through *** a 100.0%power transfer rate,the rectifier injected 775.0 W into the *** a 0.0%power transfer rate,the rectifier injected 164.0 W into the *** a-100.0%rated power,the rectifier injected 1264.0 W into the network and direction was also changed.

关键词： Fault ride through capability dynamic grid fault simulator asymmetric components negative sequence control

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适用于卢旺达地区的太阳能光伏系统建模与优化方法研究

适用于卢旺达地区的太阳能光伏系统建模与优化方法研究

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作者： niyonteze jean de dieu（吉安）福建工程学院

学位级别：硕士

能源是促进社会经济发展的关键因素之一,这对卢旺达来说是一个具有挑战性的事实。几十年来,卢旺达电力设备装机容量和需求不平衡,用电量低、电价高、供电不稳定、停电频繁、大量自然能源（包括太阳能）未得到有效开发等问题一直存在。因... 详细信息

能源是促进社会经济发展的关键因素之一,这对卢旺达来说是一个具有挑战性的事实。几十年来,卢旺达电力设备装机容量和需求不平衡,用电量低、电价高、供电不稳定、停电频繁、大量自然能源（包括太阳能）未得到有效开发等问题一直存在。因此,本文提出利用离网光伏系统来解决该国的能源危机和能源混乱。本文首先研究了卢旺达离网光伏系统的建模与优化。它基于卢旺达的社区负荷,单个家庭的独立光伏和农村社区的离网光伏微电网系统的日负荷分别为1.60千瓦时/天和193.05千瓦时/天。采用多能源混合优化（HOMER）软件,通过其内置的HOMER优化器和专有的无导数算法,对微网发电系统的储能方案进行建模、分析和优化。在满足负荷年容量、可再生能源普及率、可行性、可承受性和气候影响水平等约束条件的前提下,寻找适合向社区负荷供电的经济适用的高绿色能源技术转向清洁环境（最小或零气体排放）。结果表明,对于离网用户,采用单个家庭的独立光伏是最优的。然后,研究了不同光伏组件的遮光效应。为帮助用户选择合适的光伏组件,基于光伏组件的数学模型、串并联电路、分段函数理论及Matlab/Simulink仿真,分别在均匀遮光（照射到光伏组件不同部位的光的辐照度均为1000W/m2）和非均匀遮光（分别有辐照度为1000W/m2、350W/m2和550W/m2的光照射到光伏组件的不同部位）条件下对单晶（c-Si）、多晶（pc-Si/mc-Si）、非晶（a-Si）、碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CIS）、铜铟镓硒（CIGS）、混合非晶单晶（mono+a-Si）和混合非晶微晶（a-Si+μc-Si）8种不同结构和材料的光伏组件进行研究。为了使研究结果更具普适性,每种光伏组件均选用了两种不同的型号。结果表明,遮光能够引起光伏组件的电压缓缓升高、电流急剧下降,且由于材料和结构不同,遮光时各种光伏组件的净输出功率降低量和遮光影响因子各不相同。一般来说,在低光照情况下薄膜光伏组件比晶体光伏组件具有更好的性能。因此,当无法避免遮光时,建议使用薄膜光伏组件;此外,由于mono+a-Si光伏组件的效率更高,因此建议用于对成本不敏感项目;而对成本敏感项目,建议使用c-Si光伏组件。最后,研究了可变负载下光伏微电网的最优成本策略。为了寻找和实现并网光伏微电网的最优日运行成本和管理策略,以卢旺达电网为研究对象（因其电价昂贵）,在Matlab中建立了启发式优化算法和线性规划优化算法模型。结果表明,线性规划比启发式算法具有更好的优化性能。根据本文的研究可得:（1）以太阳能为代表的新能源能够真正解决卢旺达离网用户和并网用户的能源供应问题,所建立的光伏微网发电系统优化模型和优化方案是有效的;（2）不同类型的光伏组件对遮光的适应性不同,薄膜光伏组件对遮光的适应性优于晶体光伏组件,可根据不同的具体条件进行优化配置;（3）所提出的线性规划算法对微电网的日能量优化和管理是有效的。这些研究及其结论对于卢旺达和其他面临能源危机的国家实现更清洁、可再生、更经济、更安全、更稳定、更可靠的能源供应具有重要参考价值。

关键词：卢旺达能源解决方案离网光伏系统系统建模与优化线性规划算法

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