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可变速抽水蓄能发电技术应用与进展

科技导报 2013年第16期31卷 69-75页

作者：韩民晓 Othman Hassan ABDALLA 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

可变速抽水蓄能可成为电网负荷频率控制、平衡可再生能源发电出力波动的有效手段。论文在介绍可变速抽水蓄能整体结构的基础上,重点介绍了交交方式和交直交方式变频励磁单元的拓扑和构成。说明了交交方式具有器件少、可靠性高、易于大... 详细信息

可变速抽水蓄能可成为电网负荷频率控制、平衡可再生能源发电出力波动的有效手段。论文在介绍可变速抽水蓄能整体结构的基础上,重点介绍了交交方式和交直交方式变频励磁单元的拓扑和构成。说明了交交方式具有器件少、可靠性高、易于大容量化等优点,但存在频率只能整数倍减小、无法实现大范围连续调节、响应速度较慢等缺点。而交直交方式具有频率可大范围连续调节、响应速度较快等特点,其性价比呈快速上升趋势。分析了机组在发电方式和电动方式时运行的变速原理和调节过程。通过发电出力与转速的关系曲线说明通过转速控制实现最佳出力的过程。通过泵类负荷输入功率与转速的关系,描述了电动方式下调节转速对电网功率调节的作用。综合考虑能量平衡、波动负荷与可再生能源发电出力跟踪控制及电压稳定控制的需求,形成参考功率。在此基础上,采用d-q解耦方法实现可变速机组有功与无功功率的控制。最后,通过电网功率调节、电压波动控制及风电功率波动抑制示例,阐述了可变速机组对电网运行的控制作用。

关键词：储能抽水蓄能可变速换流器频率控制电压控制

考虑恒功率负荷特性的直流微电网分级稳定控制策略

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电工技术学报 2019年第16期34卷 3430-3443页

作者：谢文强韩民晓严稳利王超袁栋华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 华北电力大学数理学院北京102206 国网江苏省电力公司南京210000

已有直流微电网的稳定性研究主要集中在各组成单元的控制器设计上,缺乏系统层面的稳定性分析。随着恒功率负荷的比例增加,其表现出的负阻特性对系统稳定性的影响不容忽视。基于此,该文建立下垂控制下适用于多储能换流器并联的直流微电... 详细信息

已有直流微电网的稳定性研究主要集中在各组成单元的控制器设计上,缺乏系统层面的稳定性分析。随着恒功率负荷的比例增加,其表现出的负阻特性对系统稳定性的影响不容忽视。基于此,该文建立下垂控制下适用于多储能换流器并联的直流微电网系统的等效模型,并在对系统的稳定性问题充分探讨的基础上,提出分级稳定控制方法。考虑系统的非线性,首先对系统可能存在的平衡点进行稳定性判定;其次分析恒功率负荷、系统参数等对稳定性的影响,并对不同系统参数条件下系统的带负载能力进行量化;最后根据理论分析的结果设计分级稳定控制策略,并结合直流微电网系统进行了仿真及实验验证。

关键词：直流微电网恒功率负荷下垂控制分级稳定控制

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含限流器的多端柔直系统故障保护策略

电工技术学报 2020年第7期35卷 1432-1443页

作者：周光阳李妍何大瑞韩民晓黄闻而达新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国网江苏省电力公司经济技术研究院南京210000 国网江苏电力设计咨询有限公司南京210000

针对采用模块化多电平换流器(MMC)的多端直流系统(MTDC)故障电流大、上升速度快,现有混合式直流断路器(DCCB)无法快速有效隔离故障区域的问题,提出一种新型故障处理策略。通过对比电感型超导限流器(I-SFCL)和电阻型超导限流器(R-SFCL)... 详细信息

针对采用模块化多电平换流器(MMC)的多端直流系统(MTDC)故障电流大、上升速度快,现有混合式直流断路器(DCCB)无法快速有效隔离故障区域的问题,提出一种新型故障处理策略。通过对比电感型超导限流器(I-SFCL)和电阻型超导限流器(R-SFCL)对短路电流的影响,选取更具限流优势的R-SFCL,结合实验建立其失超和恢复超导态的等效模型。在分析R-SFCL和DCCB配合原理的基础上,提出R-SFCL和DCCB配合的故障处理流程。基于舟山工程在PSCAD/EMTDC仿真平台上对所提新型配合策略加以验证,仿真结果表明该配合策略能够快速地隔离故障,实现非故障站的故障穿越,提高了MTDC系统的稳定运行能力。

关键词： MMC-MTDC 电阻型超导限流器混合式直流断路器保护策略直流故障穿越

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双路供电固体静态切换开关控制策略

电力自动化设备 2010年第5期30卷 67-70页

作者：汪全涛姚蜀军韩民晓王峤丁冉峰华北电力大学电力工程学院北京102206 金伟晖工程技术有限公司北京100083

在介绍用于电压暂降抑制的双路供电固体静态切换开关(SSTS)工作原理的基础上,给出了兼备快速性和可靠性的电压暂降检测方法,利用dq变换瞬时检测主供电回路及备用供电回路的电压有效值,经低通滤波器滤除噪声干扰,所得结果与敏感负荷暂降... 详细信息

在介绍用于电压暂降抑制的双路供电固体静态切换开关(SSTS)工作原理的基础上,给出了兼备快速性和可靠性的电压暂降检测方法,利用dq变换瞬时检测主供电回路及备用供电回路的电压有效值,经低通滤波器滤除噪声干扰,所得结果与敏感负荷暂降极限电压值比较决定切换指令的发送。在讨论BBM和MBB切换控制策略的基础上,提出了综合考虑快速性和安全性的新型BBM切换方法,通过检测晶闸管压降判断主电源侧晶闸管导通状况,依据导通状况分别控制备用电源侧各相不同方向的晶闸管,通过施加反向电压,强迫原导通晶闸管的快速关断,达到既不形成环流又能快速切换的目的。基于电磁暂态的数字仿真验证了所提切换控制策略的正确性及有效性。开关时间可限定在5ms内,不会引起敏感性负荷的故障。

关键词：电能质量电压暂降固体静态切换开关切换控制策略切换时间

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考虑单极转供的直流配用电系统安全性分析

电网技术 2022年第8期46卷 3132-3138页

作者：孟祥坤李路畅袁栋曹文远韩民晓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 国网江苏省有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

现有配电网安全域(distribution system security region,DSSR)模型主要应用于交流配电系统,对直流配电系统的安全域模型研究较少。为此,提出了适用于直流配电系统的安全域模型。模型以支路潮流为基础,同时考虑电压和容量约束,充分发挥... 详细信息

现有配电网安全域(distribution system security region,DSSR)模型主要应用于交流配电系统,对直流配电系统的安全域模型研究较少。为此,提出了适用于直流配电系统的安全域模型。模型以支路潮流为基础,同时考虑电压和容量约束,充分发挥直流系统单极转供能力。在安全域的全维观测方法上,设计了考虑电压约束的单象限雷达图绘制方法,同时将交流系统中的代表性故障线路选取方法推广应用至直流系统中,以此求取安全域的有效安全边界。最后通过改造的IEEE33节点算例验证直流系统安全域计算方法的正确性,分析电压约束、单极转供能力及负荷性质对安全域范围的影响。

关键词：直流配电网单极转供安全域安全距离

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中压直流配电网应用场景与系统设计

电力系统自动化 2019年第23期43卷 2-11,89页

作者：韩民晓谢文强曹文远张伟杨景刚华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 中国电力科学研究院有限公司北京市100192 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

目前,中压直流配电网的应用场景、基本特性及其系统设计还缺乏系统性论述。首先,从供电能力、互联作用、相互支撑、短路电流抑制作用等系统特性方面论述了中压直流配电网的应用场景、特点及优势。然后,从工程实现的角度论述了中压直流... 详细信息

目前,中压直流配电网的应用场景、基本特性及其系统设计还缺乏系统性论述。首先,从供电能力、互联作用、相互支撑、短路电流抑制作用等系统特性方面论述了中压直流配电网的应用场景、特点及优势。然后,从工程实现的角度论述了中压直流配电网设计的关键技术,涵盖电压水平的确定、网架设计、接线方式、接地方式的选择等关键技术。最后,指出了中压直流配电系统发展与应用还应考虑的问题。

关键词：中压直流配电网供电能力互联短路电流抑制系统设计

呼辽直流孤岛运行方式下送端系统频率特性及控制策略

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电网技术 2013年第5期37卷 1401-1406页

作者：王华伟韩民晓范园园吴娅妮张健雷霄华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

呼伦贝尔—辽宁高压直流输电工程在正常运行方式下断开伊敏3期电厂与伊敏1、2期电厂之间的联络开关,或送端交流系统因线路故障与东北电网失去电气联系时,将进入孤岛运行。研究了呼辽直流联网转孤岛和孤岛运行时的频率特性。通过发电机... 详细信息

呼伦贝尔—辽宁高压直流输电工程在正常运行方式下断开伊敏3期电厂与伊敏1、2期电厂之间的联络开关,或送端交流系统因线路故障与东北电网失去电气联系时,将进入孤岛运行。研究了呼辽直流联网转孤岛和孤岛运行时的频率特性。通过发电机调频、直流频率控制模块以及相应的安稳措施提出了呼辽孤岛正常和故障运行方式下的频率控制策略。仿真结果表明,所提出的控制措施可以保证呼辽直流正常运行和故障情况下的系统稳定性。

关键词：孤岛运行发电机调频直流频率控制安稳措施直流功率速降

半隐式延迟解耦电磁暂态并行仿真方法(一):原理及交流分网与并行

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中国电机工程学报 2022年第7期42卷 2486-2496页

作者：姚蜀军庞博涵吴国旸戴汉扬汪燕韩民晓华北电力大学北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着电力系统的日渐电力电子化,传统的电磁暂态仿真方法已难以满足快速求解的要求,而分网与并行计算是提高仿真效率的一个有效途径。针对现有电磁暂态仿真分网与并行方法的不足,该文提出一种基于半隐式延迟解耦特性的分网与并行方法,具... 详细信息

随着电力系统的日渐电力电子化,传统的电磁暂态仿真方法已难以满足快速求解的要求,而分网与并行计算是提高仿真效率的一个有效途径。针对现有电磁暂态仿真分网与并行方法的不足,该文提出一种基于半隐式延迟解耦特性的分网与并行方法,具有分网方式灵活,易于并行的特点。首先从系统状态空间方程出发,应用矩阵分裂技术,对系统状态变量进行分组。然后通过对不同变量组采用不同的积分形式,建立变量组之间的半隐式时间延迟格式,实现变量组之间的时间解耦;进而基于该半隐式延迟解耦格式,设计电磁暂态仿真的分网策略,构建相应的并行计算流程。最后通过算例验证所提方法的准确性和有效性。

关键词：电磁暂态仿真半隐式延迟解耦分网并行计算

基于随机预测误差的分布式光伏配网储能系统容量配置方法

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中国电机工程学报 2013年第4期33卷 25-33,5页

作者：林少伯韩民晓赵国鹏牛战壕胡晓东华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

储能装置作为一种解决含分布式光伏配网系统功率波动的有效手段,其容量配置关系到补偿功率波动精度和经济性指标。为准确配置储能容量提出一种分布式光伏配网系统中储能设备容量配置方法:通过分析光伏出力短期预测误差和负荷短期预测误... 详细信息

储能装置作为一种解决含分布式光伏配网系统功率波动的有效手段,其容量配置关系到补偿功率波动精度和经济性指标。为准确配置储能容量提出一种分布式光伏配网系统中储能设备容量配置方法:通过分析光伏出力短期预测误差和负荷短期预测误差的概率统计规律和随机过程,利用区间估计方法得出储能设备容量配置函数;然后利用该配置函数实现的配置方法,对储能容量在分布式配置和集中式配置两种方法下的预测误差的方差进行比较,可知储能容量分布式配置可以得到更精确的容量配置和更优的功率补偿效果。应用所提配置方法搭建实验样机,并应用于江西电网公司某分布式光伏配网系统中,验证了该方法的正确性和可行性。

关键词：储能系统容量配置短期预测误差区间估计分布式光伏配网系统集中式配置