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计及锁相环和电流内环暂态过程的逆变型电源故障电流解析方法

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电网技术 2024年第6期48卷 2603-2612,I0103-I0107页

作者：徐潜王彤王增平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

为应对新型电力系统中高比例新能源接入对保护原理的挑战,亟需对新能源故障特性进行分析。新能源常以逆变型电源的形式并入电网,而锁相环(phase-locked loop,PLL)作为逆变型电源并网的关键控制环节,其暂态过程直接影响逆变型电源故障特... 详细信息

为应对新型电力系统中高比例新能源接入对保护原理的挑战,亟需对新能源故障特性进行分析。新能源常以逆变型电源的形式并入电网,而锁相环(phase-locked loop,PLL)作为逆变型电源并网的关键控制环节,其暂态过程直接影响逆变型电源故障特性。该文提出一种计及锁相环和电流内环暂态过程的逆变型电源故障电流解析方法,从锁相环对Park变换的影响入手,明确锁相环对逆变型电源故障电流的影响路径,同时简化锁相环对电流内环暂态过程的影响,通过理论推导得到与锁相环和电流内环参数相关的故障电流解析式,定量分析了故障电流的影响因素,根据电流内环和锁相环暂态特性将故障电流划分了3个阶段并明确各阶段过渡时间,并与仿真波形进行对比验证了有效性。

关键词：锁相环逆变型电源故障电流解析暂态电流

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提升电力系统安全稳定水平的风电光伏场站主动支撑技术发展及展望综述

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新型电力系统

新型电力系统 2024年第2期2卷 201-222页

作者：高洁王彤赵伟王天舒王潇桐王增平新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国家电网有限公司华北分部北京100053

高比例风电光伏场站接入对系统的频率稳定、电压安全稳定、同步稳定等动态特性产生显著影响,对电力系统安全稳定运行带来了严峻挑战。主动支撑技术能够提高风电光伏场站对电力系统动态支撑能力,对新能源发展起到积极作用。文中首先基于... 详细信息

高比例风电光伏场站接入对系统的频率稳定、电压安全稳定、同步稳定等动态特性产生显著影响,对电力系统安全稳定运行带来了严峻挑战。主动支撑技术能够提高风电光伏场站对电力系统动态支撑能力,对新能源发展起到积极作用。文中首先基于风电光伏场站动态特性分析风电光伏场站接入对系统安全稳定性的影响。然后将风电光伏场站主动支撑技术按照支撑形式、控制方法、功能实现等不同维度进行了分类论述,总结虚拟惯量控制、虚拟同步机、下垂控制等常见的风电光伏场站主动支撑技术,分析他们的运行原理、优势和仍存在的问题。最后在主动支撑技术典型应用场景中分析不同主动支撑技术的适用情况,对主动支撑技术参数设置和协调配合提出建议,为风电光伏场站主动支撑技术的发展提供了参考。

关键词：风电光伏场站主动支撑技术虚拟同步机调相机

Coordinated Modulation Strategy Considering Multi-HVDC Emergency for Enhancing Transient Stability of Hybrid AC/DC Power Systems

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2020年第4期6卷 806-815页

作者： Tong wang Congcong Li Dengkai Mi zengping wang Yuwei Xiang State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing 102206China

This paper presents a multi-HVDC emergency coordinated modulating strategy to enhance the transient stability of hybrid AC/DC power ***,the main factors that affect the unbalanced energy distribution during a fault are analyzed,and the dominant generators are determined ***,considering the influence on both generators in the sending and receiving ends,the assessment index that evaluates the effects of DC power support is *** the basis of this,a dynamic DC power support strategy is put forward,and the DC support sequence table is promptly updated by the changing dominant *** AC/DC hybrid power system with multi-DC lines is built and used as a test *** simulation results of different scenarios demonstrate that the proposed method could follow the dominant generator dynamically and adjust the DC participating in modulation to enhance the transient stability effectively and quickly.

关键词： Assessment index dynamic modulation sequence table emergency DC power support(EDCPS) transient energy

基于高斯求积的智能配电网三相概率潮流点估计法

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电网技术 2022年第2期46卷 709-717页

作者：李钰洋王增平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

随着大规模风电、光伏和电动汽车的接入,智能配电网运行状态的不确定性大幅增加。文章通过分析不确定性变量的概率分布特征,提出一种基于高斯积分的概率潮流点估计法。该方法利用Gauss-Hermite求积与正态变换技术选取输入变量的估计节... 详细信息

随着大规模风电、光伏和电动汽车的接入,智能配电网运行状态的不确定性大幅增加。文章通过分析不确定性变量的概率分布特征,提出一种基于高斯积分的概率潮流点估计法。该方法利用Gauss-Hermite求积与正态变换技术选取输入变量的估计节点和对应权重,通过多项式逼近方法估计多随机变量响应函数的输出变量统计矩。针对配电网参数不对称的特征,文章构建三相不平衡潮流模型,并论述利用基于高斯积分的点估计法计算三相不平衡概率潮流的实现流程。以改进的IEEE33节点配电系统为例进行了仿真验证,结果显示所提方法的估计精度高于传统点估计法,适用于含有非正态分布或相关性不确定变量的配电网。

关键词：概率潮流计算高斯求积智能配电网三相不平衡点估计法

光伏逆变器机电暂态模型的控制模式及参数一体化辨识策略

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电网技术 2023年第9期47卷 3547-3556页

作者：王潇桐王彤邓俊王增平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 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院陕西省西安市710100

光伏逆变器的稳态功率控制及电压穿越控制环节均包含多种控制模式和多个参数,不同控制模式下逆变器的运行特性有较大差别。提出了针对光伏逆变器机电暂态模型控制模式及参数的一体化辨识策略。首先,确定稳态运行、故障穿越期间主要控制... 详细信息

光伏逆变器的稳态功率控制及电压穿越控制环节均包含多种控制模式和多个参数,不同控制模式下逆变器的运行特性有较大差别。提出了针对光伏逆变器机电暂态模型控制模式及参数的一体化辨识策略。首先,确定稳态运行、故障穿越期间主要控制模式及重要参数;其次,利用功率、电压、电流等测量值,采用基于最小二乘的多元线性回归辨识电压穿越环节控制模式及参数,采用自适应粒子群算法辨识稳态功率控制环节控制模式及参数;最后,使用光伏逆变器实测数据进行验证,对比仿真结果与实测数据误差的结果证明了所提控制模式及参数一体化辨识策略的有效性。

关键词：光伏逆变器一体化辨识策略机电暂态模型粒子群算法

考虑控制系统的LCC-HVDC直流电流暂态特性分析与交流短路电流近似解析方法

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中国电机工程学报 2022年第23期42卷 8509-8522页

作者：王彤孙奕裴林王佳明王增平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

短路电流是电网规划的关键依据之一,特别是在交直混联系统中。当混合输电系统的交流侧发生故障时,直流电流的变化对交流短路电流有着直接影响,此外由于LCC-HVDC的直流控制系统对故障后直流电流暂态过程有着重要影响,因此该文针对LCC-HVD... 详细信息

短路电流是电网规划的关键依据之一,特别是在交直混联系统中。当混合输电系统的交流侧发生故障时,直流电流的变化对交流短路电流有着直接影响,此外由于LCC-HVDC的直流控制系统对故障后直流电流暂态过程有着重要影响,因此该文针对LCC-HVDC受端交流系统故障,提出计及控制系统的直流电流暂态全过程的时域分段近似解析计算方法。首先分析受端交流母线发生三相短路故障后逆变侧换流器的换相失败暂态过程,并阐述故障后直流系统向逆变侧交流系统贡献直流电流的原理。其次,根据直流控制系统的结构和暂态响应特性,分段建立其传递函数模型。最后,将受控量的频域表达式经过拉式反变换,得到时域下的直流电流分段解析式,并进一步得到考虑直流电流贡献的逆变侧交流短路电流的近似解析结果,通过与实际仿真进行对比,验证提出的直流电流计算方法的正确性。该近似解析结果能够较为准确描述故障后逆变侧交流电流的暂态全过程,为线路保护定值和断路器相关参数的选取和整定提供一定的依据。

关键词：交直流混合输电系统换相失败直流输电控制系统传递函数近似解析

计及虚拟惯量控制与低电压穿越的光伏发电系统暂态稳定分析

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电力系统保护与控制 2022年第2期50卷 52-59页

作者：田雨果王彤邢其鹏王增平新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为满足光伏发电系统随着装机容量的增加而提出的更高要求,加入了虚拟惯量控制与低电压穿越使系统具备调频与调压的功能。针对计及虚拟惯量控制与低电压穿越的光伏发电系统,建立适用于暂态分析的锁相环扩展非线性模型。基于该模型使用等... 详细信息

为满足光伏发电系统随着装机容量的增加而提出的更高要求,加入了虚拟惯量控制与低电压穿越使系统具备调频与调压的功能。针对计及虚拟惯量控制与低电压穿越的光伏发电系统,建立适用于暂态分析的锁相环扩展非线性模型。基于该模型使用等面积准则的方法分析系统在故障前、故障发生时以及故障切除后的暂态同步过程,从而确定影响系统稳定性的因素。在此基础上,继续使用等面积准则分析电压跌落深度、虚拟惯量控制器参数与锁相环比例、积分系数等因素对光伏暂态稳定性的影响。仿真证明,所提方法可有效分析各种参数对光伏发电系统暂态稳定性的影响,验证了理论分析的正确性。

关键词：光伏系统虚拟惯量控制低电压穿越锁相环暂态稳定性

基于受扰轨迹空间解耦的直驱风电机组非线性动态降阶方法

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中国电机工程学报 2023年第21期43卷 8206-8216页

作者：王彤李永达高洁焦典王增平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

保留风电机组主导状态变量的动态非线性降阶是分析大规模风电并网系统大干扰稳定的先决条件。为此,该文基于受扰轨迹空间解耦,提出一种适用于风电系统大扰动场景分析并保留状态变量的直驱风电机组模型动态降阶方法。首先,基于轨迹分段... 详细信息

保留风电机组主导状态变量的动态非线性降阶是分析大规模风电并网系统大干扰稳定的先决条件。为此,该文基于受扰轨迹空间解耦,提出一种适用于风电系统大扰动场景分析并保留状态变量的直驱风电机组模型动态降阶方法。首先,基于轨迹分段线性化方法提取故障后受扰轨迹。以欧氏距离为筛选标准在受扰轨迹上提取线性化点并在每个线性化点处构造局部线性化模型。然后,基于空间解耦分别建立每个局部线性化模型状态变量对主导特征根的广义参与矩阵,进而对直驱风电机组进行多时间尺度划分,并以此为基础,利用奇异摄动法建立直驱风电机组的降阶模型。最后,在改进的测试系统中从暂态响应出发对降阶模型与全阶模型的动态特性进行比较。仿真结果表明,依据该文方法建立的降阶模型具有较高的精度、计算效率和稳定性。

关键词：空间解耦奇异摄动理论直驱风电机组动态降阶系统

基于多源信息融合的有源配电网故障测距新方法

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电网技术 2023年第8期47卷 3448-3456页

作者：李振钊王增平张玉玺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

随着分布式电源以沿线分支的形式接入配电网,忽略分支负荷的传统配电网故障测距方法面临巨大挑战。同时,配电网的测量装置仅在本地能够保证同步,而不同装置之间存在对时误差,给故障测距带来困难。为此,提出一种基于多源信息融合的有源... 详细信息

随着分布式电源以沿线分支的形式接入配电网,忽略分支负荷的传统配电网故障测距方法面临巨大挑战。同时,配电网的测量装置仅在本地能够保证同步,而不同装置之间存在对时误差,给故障测距带来困难。为此,提出一种基于多源信息融合的有源配电网故障测距新方法,综合利用正序电压、电流幅值、有功功率和无功功率实现故障测距。首先,根据光伏电源的控制策略,确定其故障等效模型。其次,根据故障线路的特征,研究故障后各电气量之间的关系。为降低对测量装置同步性的要求,将电压、电流相量进行松弛,得到仅需电压、电流幅值的表达式,然后将故障测距问题转化为优化问题。仿真结果表明,该方法可以准确计算出故障位置,对同步性要求不高,适用于架空-电缆混合线路。

关键词：配电网光伏电源故障测距多源信息融合