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不平衡电网电压条件下光储微电网并网控制

高电压技术 2019年第6期45卷 1879-1888页

作者：汤旻安高晓红兰州交通大学自动化与电气工程学院

混合储能型光伏并网系统不仅有效解决了传统光伏发电的随机性和波动性,同时克服了单一储能系统功率密度与能量密度相矛盾的不足。但电网电压的不平衡则会使光储微网系统的输出电能质量下降,并且逆变器侧会出现过流现象,进而影响了整个... 详细信息

混合储能型光伏并网系统不仅有效解决了传统光伏发电的随机性和波动性,同时克服了单一储能系统功率密度与能量密度相矛盾的不足。但电网电压的不平衡则会使光储微网系统的输出电能质量下降,并且逆变器侧会出现过流现象,进而影响了整个系统的运行稳定性。为抑制储能变换器中电流及系统入网功率的二倍频脉动,提高并网电能质量,在两相静止坐标系下,分析了并网电流参考值的谐波与过流问题,提出带有功率补偿的限流模型预测直接功率控制;在混合储能系统控制结构中引入二倍频陷波器,并结合模型预测电流控制,实现了系统的快速动态响应以及高电能质量入网。在MATLAB/Simulink中搭建了系统仿真模型,并针对不同工况进行了仿真验证。仿真结果表明:在不平衡电网电压下,所提控制策略可平抑储能变换器中电流与逆变器中输出功率的二次脉动,同时在实现对有功、无功功率及负序电流协调控制时,可实现对故障过电流的抑制。

关键词：光储微电网电网电压不平衡模型预测直接功率控制故障限流陷波器

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基于钳位型断路器的柔直系统控保协同技术

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第7期57卷 729-740页

作者：薛士敏陈文杰张君婷李翔宇李博通陈晓龙智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原... 详细信息

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原理的直流断路器,提出一种新的故障处理模式,初步探究在柔直系统中控制与保护深度融合的可能性.当发生短路故障时,投入断路器和换流器相配合的限流功能,一方面限制电力电子器件的过流,解决其脆弱性问题;另一方面为保护提供边界,辅助实现故障的快速定位.在甄别出故障线路后,利用断路器的故障切除功能将故障隔离.此方案同时实现了故障限流、保护边界和故障切除3项功能,可有效缓减由于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)器件脆弱性所带来的一系列保护问题.在PSCAD/EMTDC中搭建四端双极柔性直流电网模型,仿真结果表明,本控保协同方案能在5 ms内准确识别并隔离故障线路,而且具有较强的耐受过渡电阻能力.

关键词：柔性直流系统控保协同直流断路器故障限流故障定位

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基于电容换流的限流型混合式直流断路器

电网技术 2023年第12期47卷 5138-5146页

作者：陶彩霞王文博李泰国张建刚兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃省兰州市730070

直流断路器是直流电网线路故障切除的重要装置,为提高直流电网在直流故障下运行的可靠性,针对断路器开断能力的高要求及成本较高、限流能力不强、故障隔离速度慢等问题,提出一种基于电容换流的限流型混合式直流断路器(capacitor commuta... 详细信息

直流断路器是直流电网线路故障切除的重要装置,为提高直流电网在直流故障下运行的可靠性,针对断路器开断能力的高要求及成本较高、限流能力不强、故障隔离速度慢等问题,提出一种基于电容换流的限流型混合式直流断路器(capacitor commutation,current-limited hybrid DC circuit breaker,CC-CL-DCCB)拓扑,所提方案有正常及故障两种工作模式,依靠电容反向充电及阻感限流支路综合限流,有效抑制故障电流增长,使断路器跳闸时故障电流降低至3.71k A。所提方案具备故障清除后的重合闸判定能力,设有使电感短路及电容自然再放电的二极管组,可缩减故障隔离时间1.6ms,并降低避雷器吸收能量18.44MJ。对所提断路器拓扑进行了原理解析及理论推导,并在PSCAD/EMTDC中将其应用于四端直流电网进行仿真分析,与现有的直流故障保护方案进行性能及经济性对比分析,结果表明所提断路器具备一定优越性及可行性。

关键词：混合式直流断路器直流故障故障限流预充电电容

含电流型潮流控制器的柔性直流电网故障电流抑制特性分析

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电力系统自动化 2023年第4期47卷 142-152页

作者：周念成向浩楠魏能峤廖建权王洪彬王强钢输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044 四川大学电气工程学院四川省成都市610065 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆市401121

为有效抑制多端柔性直流电网的短路电流,提出基于限流贡献度的电流型潮流控制器(CFC)故障抑制特性量化方法,以分析CFC参数对故障电流的影响。首先,分析了由全桥开关与电容器并联组成的桥式拓扑结构CFC的工作特性,提出了在故障发生时故... 详细信息

为有效抑制多端柔性直流电网的短路电流,提出基于限流贡献度的电流型潮流控制器(CFC)故障抑制特性量化方法,以分析CFC参数对故障电流的影响。首先,分析了由全桥开关与电容器并联组成的桥式拓扑结构CFC的工作特性,提出了在故障发生时故障限流控制模式下的控制策略,以及与直流断路器协调配合的动作时序。然后,构建含CFC限流的直流电网等效电路,推导了故障发生各阶段电流的解析表达式。在此基础上,提出CFC限流贡献度的分析方法,研究CFC不同参数和动作时序下对柔性直流故障电流的抑制特性。

关键词：直流电网电流型潮流控制器短路电流计算故障限流直流断路器故障电流抑制特性

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具有短路限流功能的统一潮流控制器设计

电力系统自动化 2012年第4期36卷 69-73页

作者：阎博江道灼吴兆麟藏玉清甘德强浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

统一潮流控制器(UPFC)在电力系统发生短路故障时,其串联变换器极有可能因承受系统高电压和大电流的冲击而损毁。针对该问题,提出了一种新型柔性交流输电系统装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(简称限流式UPFC),给出了其主电路... 详细信息

统一潮流控制器(UPFC)在电力系统发生短路故障时,其串联变换器极有可能因承受系统高电压和大电流的冲击而损毁。针对该问题,提出了一种新型柔性交流输电系统装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(简称限流式UPFC),给出了其主电路拓扑结构、工作原理和控制策略。PSCAD/EMTDC软件的建模和仿真结果表明,在电网正常运行状态下,该装置特性等效为常规UPFC;当电网在装置安装点附近发生短路故障时,装置中的限流器模块能立即自动从零阻抗转变为高阻抗,将系统及流经UPFC的短路电流限制到较低数值,保护了UPFC免受系统高电压和大短路电流的冲击,同时也降低了系统的短路电流水平,增加了系统的可靠性和经济性。

关键词：统一潮流控制器柔性交流输电系统电力系统短路故障限流

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基于电容换流的限流式直流断路器

电力系统保护与控制 2018年第24期46卷 180-186页

作者：王江天王兴国马静周泽昕无南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 电网安全与节能国家重点实验室中国电力科学研究院北京100192 新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学北京102206

随着柔性直流输电技术逐渐扩展到架空线输电场合,故障线路的快速识别和隔离显得尤为重要。相比于电缆线路,架空线输电易发生短路、闪络等瞬时故障,必须采取相应措施隔离故障线路,避免系统停运。直流断路器作为隔离故障线路的核心设备受... 详细信息

随着柔性直流输电技术逐渐扩展到架空线输电场合,故障线路的快速识别和隔离显得尤为重要。相比于电缆线路,架空线输电易发生短路、闪络等瞬时故障,必须采取相应措施隔离故障线路,避免系统停运。直流断路器作为隔离故障线路的核心设备受到了国内外的高度重视。简要阐述了现有混合型直流短路器的研究现状,在已有直流断路器技术方案的基础上提出了一种新型混合型直流断路器拓扑。该断路器通过限流电感可有效抑制短路电流幅值,依靠电容缓冲作用,避免了大数量级IGBT串联的同步驱动及均压问题。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了四端对称双极柔性直流电网模型,仿真验证该直流断路器可满足高压直流电网快速切除故障线路的需求。

关键词：多端直流电网直流输电架空线故障限流高压直流断路器

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具备限流能力的混合式高压直流断路器拓扑

高压电器 2024年第4期60卷 101-112页

作者：周蒙恩王红艳孙芮钱阳刘祚松秦宇南京工程学院电力工程学院南京211167

直流断路器(DCCB)是解决直流系统短路故障的重要手段,针对现有DCCB存在的限流效果差、避雷器使用寿命短和故障隔离速度慢等一系列缺陷,文中提出一种具备限流能力的混合式高压直流断路器拓扑(CLC-HDCCB)方案。CLC-HDCCB载流支路和转移支... 详细信息

直流断路器(DCCB)是解决直流系统短路故障的重要手段,针对现有DCCB存在的限流效果差、避雷器使用寿命短和故障隔离速度慢等一系列缺陷,文中提出一种具备限流能力的混合式高压直流断路器拓扑(CLC-HDCCB)方案。CLC-HDCCB载流支路和转移支路采用双桥式结构,具备双向通断能力;限流部分采用限流电阻和限流电感并联限流方式,显著降低了故障电流峰值及上升率;设计泄能电阻在断路过程中将限流电感旁路,减少了避雷器单次开断吸收的能量;对所提CLC-HDCCB方案分断故障电流、正常合闸和分断小电流等直流系统出现的各种工况进行了详细分析,并给出参数选定的方法。最后在PSCAD/EMTDC平台进行仿真验证,结果表明所提CLC-HDCCB方案与现有DCCB方案相比在故障限流、避雷器吸能和故障清除时间等方面具有一定的优势。

关键词：直流断路器故障限流重合闸小电流分闸能量吸收

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基于LCL故障电流控制器的故障快速检测

电力工程技术 2021年第4期40卷 67-74页

作者：袁晓冬史明明杨景刚葛雪峰尹靖元国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 中国科学院电工研究所北京100190

相较于交流配电网,直流配电网存在故障电流限流、阻断和电能质量治理等多种问题。为减少直流系统中设备的数量,文中提出了一种基于LCL型多功能故障电流控制器拓扑结构,使其同时具备故障限流、故障阻断和电压调节功能。首先针对该拓扑结... 详细信息

相较于交流配电网,直流配电网存在故障电流限流、阻断和电能质量治理等多种问题。为减少直流系统中设备的数量,文中提出了一种基于LCL型多功能故障电流控制器拓扑结构,使其同时具备故障限流、故障阻断和电压调节功能。首先针对该拓扑结构,研究其在限流、阻断和电压调节等不同工作目标下的运行工作原理,分析LCL结构的滤波和限流复用过程,提出故障电流的快速检测方法。然后,通过对限流器件不同位置电压变化率和电流变化率的阈值匹配,实现双极故障、单极故障和高阻故障等多类型故障的快速判断。最后,搭建系统仿真模型,验证了该故障电流控制器拓扑同时具备调压、限流和阻断等功能,且能够快速检测故障电流。

关键词：直流电网故障电流控制器 LCL结构故障限流故障检测

新型DVR-FCL的SCIG风电场短路故障穿越方法

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电力系统及其自动化学报 2016年第12期28卷 31-37页

作者：涂春鸣侯尊姜飞帅智康邓树唐君华国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 长沙410082

由于传统的鼠笼型异步机风电场本身并不具备故障穿越的能力,本文提出了一种具备限流功能的动态电压恢复器,其串联于风电场并网点,在电网短路故障初始阶段,利用双向晶闸管投入串联限流电感,维持跌落过程中风电场出口电压相对恒定;在短路... 详细信息

由于传统的鼠笼型异步机风电场本身并不具备故障穿越的能力,本文提出了一种具备限流功能的动态电压恢复器,其串联于风电场并网点,在电网短路故障初始阶段,利用双向晶闸管投入串联限流电感,维持跌落过程中风电场出口电压相对恒定;在短路故障清除后切换至电压补偿功能,有利于风电场出口电压的快速恢复。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立了鼠笼型异步机风电场及相关电网模型,仿真结果表明所提方法有利于提高鼠笼型异步风机的短路故障穿越能力。

关键词：风电场鼠笼型异步风电机动态电压补偿故障限流故障穿越