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低电压穿越控制下双馈风电机组短路电流特性与计算方法

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电工技术学报 2017年第22期32卷 216-224页

作者：欧阳金鑫唐挺郑迪任文君熊小伏钟家勇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400030 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401121

双馈风电机组(DFIG)的规模化应用使得电力系统的故障特性发生了变化,极大制约了电力系统继电保护的实施。针对现有研究未计及低电压穿越(LVRT)措施对DFIG故障特性的影响问题,对低电压穿越控制下DFIG的短路电流进行研究,重点考虑DFIG无... 详细信息

双馈风电机组(DFIG)的规模化应用使得电力系统的故障特性发生了变化,极大制约了电力系统继电保护的实施。针对现有研究未计及低电压穿越(LVRT)措施对DFIG故障特性的影响问题,对低电压穿越控制下DFIG的短路电流进行研究,重点考虑DFIG无功功率输出通过改变机端电压对机组故障输出特性的影响。着眼于DFIG定转子绕组反应、变换器LVRT控制的相互耦合,通过构建LVRT控制下的DFIG矢量模型,导出了LVRT控制启动前和启动后的DFIG短路电流表达式,从无功功率输出和LVRT控制启动延时两个方面分析LVRT控制对DFIG短路电流的影响,建立LVRT控制启动前和启动后的DFIG故障等效模型,提出考虑LVRT控制影响的DFIG并网系统短路电流的计算方法。

关键词：风力发电双馈风力发电机组短路电流故障分析低电压穿越

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低电压穿越期间风电变流器锁相环改进

太阳能学报 2016年第11期37卷 2800-2806页

作者：李泉峰陈明亮浙江大学电气工程学院杭州310027 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

该文研究在低电压穿期间如何提高锁相环的性能。针对电压跌落和恢复过程中,电网电压幅值和相位发生变化的情况,为了准确快速地解析电压的频率、相位、幅值等信息,提出一种适用于低电压穿越期间的三相软件锁相环策略。该锁相环包括锁相... 详细信息

该文研究在低电压穿期间如何提高锁相环的性能。针对电压跌落和恢复过程中,电网电压幅值和相位发生变化的情况,为了准确快速地解析电压的频率、相位、幅值等信息,提出一种适用于低电压穿越期间的三相软件锁相环策略。该锁相环包括锁相环与相位调节两个部分,同时采用变结构的方式,一方面可快速追踪相位跳变,另一方面可有效减少相位突变时锁相环输出频率的波动,仿真与实验均验证了该方法的有效性。

关键词：低电压穿越相位跳变网侧锁相技术变结构

低电压穿越期间双馈风电机组稳定性分析与电流分配方法

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电力自动化设备 2022年第8期42卷 198-205页

作者：徐海亮李志王中行中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

在弱电网情况下,双馈风电机组(DFIG)与电网阻抗之间会发生复杂的交互作用,若在低电压穿越期间有功、无功电流设置不当,则系统将面临失稳风险。为此,建立DFIG的小信号导纳模型,分析系统失稳机理,尤其是厘清输电线路阻抗、锁相环等因素对... 详细信息

在弱电网情况下,双馈风电机组(DFIG)与电网阻抗之间会发生复杂的交互作用,若在低电压穿越期间有功、无功电流设置不当,则系统将面临失稳风险。为此,建立DFIG的小信号导纳模型,分析系统失稳机理,尤其是厘清输电线路阻抗、锁相环等因素对稳定性的影响规律。提出满足无功电流响应准则、变换器容量限制和系统稳定性约束的DFIG有功、无功电流分配原则,推导DFIG稳定运行范围,从而为弱电网下DFIG的电流指令设置提供参考。实验结果表明:有功、无功电流对稳定性的影响规律不同,与无功电流相比,有功电流对稳定性的影响更为显著,验证了理论分析的正确性,且进一步验证了所提电流分配方法的有效性。

关键词：双馈风电机组弱电网低电压穿越稳定性电流指令

低电压穿越过程中双馈风电机组虚拟电感暂态自灭磁控制

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电力系统自动化 2015年第4期39卷 12-18页

作者：杨淑英陈银周天保谢震张兴合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009

双馈式感应发电机(DFIG)由于其定子直接与电网相耦合,电网故障将引起定子磁链暂态,并会在转子侧产生电压和电流冲击。传统基于Crowbar的低电压穿越(LVRT)解决方案不仅没能充分利用变流器对DFIG的控制灵活性,而且也难以较好地适应当今不... 详细信息

双馈式感应发电机(DFIG)由于其定子直接与电网相耦合,电网故障将引起定子磁链暂态,并会在转子侧产生电压和电流冲击。传统基于Crowbar的低电压穿越(LVRT)解决方案不仅没能充分利用变流器对DFIG的控制灵活性,而且也难以较好地适应当今不断提升的并网要求。而当前基于灭磁控制的暂态补偿策略多依赖于磁链观测技术,不仅算法较为复杂而且对电机参数具有较强的依赖性。对电网电压发生跌落故障时定、转子电磁暂态过程进行了深入分析和讨论,并依据其暂态电磁特性,提出了一种基于虚拟电感暂态自灭磁算法的LVRT控制策略。该策略不仅能够较好地抑制转子暂态电压冲击,最大限度地拓展可穿越的故障范围,充分发挥DFIG的控制灵活性,而且无需暂态磁链观测,简化了算法,具有较好的快速性和鲁棒性。11kW模拟机组的仿真和实验,验证了所提出的分析和设计的正确性和可行性。

关键词：虚拟电感自灭磁低电压穿越双馈式感应发电机

低电压穿越控制诱导的陆上风电场电压振荡的分岔分析及其判据研究

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中国电机工程学报 2024年第21期44卷 8475-8487,I0012页

作者：孔贺侯山赵弋菡杨金洲李业成王嘉伟薛安成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

集中送出的陆上风电场电压支撑能力弱,且有功送电距离大多较长,随着其有功出力的增加,其电压稳定问题不可忽视。在实际电网中,曾出现过陆上风电场在高出力、无故障下、低电压穿越控制方式导致的电压振荡失稳现象,该文基于简化模型,针对... 详细信息

集中送出的陆上风电场电压支撑能力弱,且有功送电距离大多较长,随着其有功出力的增加,其电压稳定问题不可忽视。在实际电网中,曾出现过陆上风电场在高出力、无故障下、低电压穿越控制方式导致的电压振荡失稳现象,该文基于简化模型,针对该现象进行机理分析,并引申出适用于多机系统的判据。在机理分析方面,说明其对应一种高出力下低电压穿越控制诱导的非光滑分岔(high output excited low voltage ride through control induced non-smooth bifurcation,HLINB),并分析了HLINB与鞍结分岔(saddle node bifurcation,SNB)发生的边界条件;在判据方面,给出了发生HLINB的判据,并结合二阶锥算法给出判据的阈值计算方法。具体地,首先,基于实际案例,对陆上风电场无故障、高出力下,由低穿控制方式导致的电压振荡现象进行分析,说明该振荡现象对应于HLINB,进一步,推导HLINB与SNB发生的边界条件,结果表明,在风电场的典型低穿控制方式下,陆上风电场在高出力时更容易发生HLINB而非SNB;其次,分析了其他风电场无功控制方式对于待评估风电场的最大输出功率的影响,并基于二阶锥算法,给出考虑风电场无功控制方式及无功约束下,计及HLINB约束的风电场的最大输出功率的计算方法;最后,3机9节点和10机39节点的仿真算例表明,所提方法考虑风电场的控制方式,能够更加有效的评估系统的电压稳定性。

关键词：电压稳定性低电压穿越分岔无功控制方式

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用于光伏低电压穿越测试的电压跌落发生器设计与试验

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电力系统自动化 2014年第19期38卷 108-113页

作者：张军军郑飞黄晶生张晓琳中国电力科学研究院(南京) 江苏省南京市210003

针对光伏低电压穿越测试,提出一种能适应多种电网电压等级的电压跌落发生器通用设计方案。依据国家标准GB/T 19964—2012中规定的低电压穿越曲线要求,阐述了典型阻抗形式电压跌落发生器的工作原理;提出一种该电压跌落发生器中限流电抗... 详细信息

针对光伏低电压穿越测试,提出一种能适应多种电网电压等级的电压跌落发生器通用设计方案。依据国家标准GB/T 19964—2012中规定的低电压穿越曲线要求,阐述了典型阻抗形式电压跌落发生器的工作原理;提出一种该电压跌落发生器中限流电抗器和接地电抗器的拓扑结构及电气参数设计方法;给出一个电压等级为10kV,且可以5%步长实现从0%至100%电网额定电压的全范围20种电压跌落深度的电压跌落发生器设计实例。最后,针对一台500kW光伏并网逆变器,进行了多种深度尤其是零电压穿越的单相和三相跌落试验,试验结果证明了该方案的有效性。

关键词：低电压穿越电压跌落发生器设计方案拓扑结构跌落深度

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微网逆变器低电压穿越控制策略

电力系统自动化 2019年第2期43卷 143-149,161页

作者：房志学苏建徽王华锋施永徐华电合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 全球能源互联网研究院有限公司北京市102209

微网逆变器一般采用下垂控制或虚拟同步机控制,其低电压穿越方式及特性与基于PQ控制的逆变器不同。下垂控制或虚拟同步机控制的逆变器低电压穿越的主要问题是在故障期间逆变器电压与电网电压之间不断产生相位的偏移,该相位偏移会严重影... 详细信息

微网逆变器一般采用下垂控制或虚拟同步机控制,其低电压穿越方式及特性与基于PQ控制的逆变器不同。下垂控制或虚拟同步机控制的逆变器低电压穿越的主要问题是在故障期间逆变器电压与电网电压之间不断产生相位的偏移,该相位偏移会严重影响并网电流恢复的速度。针对上述问题,提出一种在故障期间对功角等变量进行记忆保持的策略,使变量在故障前后基本保持一致,以实现故障后系统的快速恢复。针对故障期间产生的负序分量,采用在双同步旋转坐标系下对正、负序电流进行独立控制并引入电网电压前馈的方法。仿真和实验均验证了控制策略的正确性和有效性。

关键词：下垂控制低电压穿越不平衡故障快速恢复

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双馈式风力发电机低电压穿越技术分析

电力系统自动化 2007年第23期31卷 84-89页

作者：王伟孙明冬朱晓东哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 国网南京自动化研究院/南京南瑞集团公司江苏省南京市210003

随着一些地区风电供应比例的急剧增加,大规模风电场对地区电网稳定性造成的影响愈发显著。风力发电机的低电压穿越(LVRT)技术越来越受关注。文中首先介绍了低电压穿越技术的概念、国外的相应标准,继而分析比较了有关此技术的双馈感应发... 详细信息

随着一些地区风电供应比例的急剧增加,大规模风电场对地区电网稳定性造成的影响愈发显著。风力发电机的低电压穿越(LVRT)技术越来越受关注。文中首先介绍了低电压穿越技术的概念、国外的相应标准,继而分析比较了有关此技术的双馈感应发电机建模问题、各种常见的实现低电压穿越的技术手段及改进控制策略。最后描述了具备此技术的风电场对电力系统的影响。

关键词：双馈感应发电机风力发电低电压穿越

基于双馈风电场低电压穿越的高温超导故障限流器建模及其参数优化

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电力系统保护与控制 2019年第18期47卷 99-107页

作者：宋文峰王倩李亚楠王昕钰周士琼西南交通大学电气工程学院四川成都610031 国网周口供电公司河南周口466000 大秦铁路股份有限公司科研所山西太原030000 中交机电工程局湖北武汉430000

针对电网故障下的双馈风力发电机组(Doubly-Fed Induction Generations,DFIG)的低电压穿越问题,提出装设电阻型高温超导故障限流器(High Temperature Superconducting Fault Current limiter,HTS-FCL)的低电压穿越保护策略。基于HTS-FCL的电特性与温度特性,采用热电类比法建立了详细的HTS-FCL仿真模型。基于DFIG的暂态模型,推导了电网故障下的DFIG暂态响应,分析了HTS-FCL保护投入后其参数对DFIG暂态响应的影响,采用模糊优化与粒子群算法相结合的方法优化了HTS-FCL的主要参数。仿真结果表明,HTS-FCL参数优化结果有较好的适用性,所提策略能够实现电网严重故障下的DFIG低电压穿越。

关键词：双馈风力发电机组低电压穿越高温超导故障限流器热电类比法暂态计算模糊优化粒子群算法