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基于RTDS的光伏发电系统低电压穿越建模与控制策略

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电力系统自动化 2012年第22期36卷 19-24页

作者：郑飞张军军丁明昌中国电力科学研究院江苏省南京市210003

基于实时数字仿真器(RTDS)提出了一种光伏发电系统低电压穿越(LVRT)实时数字仿真方案。首先,通过RTDS的大步长模型和小步长模型构建了整套LVRT仿真平台,具体包括电压跌落发生器、光伏阵列、隔离变压器和光伏并网逆变器等。然后,设计了... 详细信息

基于实时数字仿真器(RTDS)提出了一种光伏发电系统低电压穿越(LVRT)实时数字仿真方案。首先,通过RTDS的大步长模型和小步长模型构建了整套LVRT仿真平台,具体包括电压跌落发生器、光伏阵列、隔离变压器和光伏并网逆变器等。然后,设计了光伏并网逆变器在三相电网电压正常和对称跌落2种运行工况下的LVRT控制策略。最后,以一台250kW光伏并网逆变器为例,进行了LVRT仿真测试和现场检测实验。仿真和实验表明:该RTDS仿真平台能较好地模拟现场检测平台,且所述控制策略在LVRT过程中具有良好的动、静态特性。

关键词：光伏发电低电压穿越实时数字仿真器电压跌落发生器并网逆变器

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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

自适应正负序复合控制的VSG低电压穿越策略

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电网技术 2023年第2期47卷 815-822页

作者：董纪清潘佳清毛行奎福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108

为了解决分布式新能源渗透率提高带来电网的系统等效阻尼和惯性降低的问题,一些学者提出了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略。为了能够抑制电网电压不对称跌落时电网电流中的负序分量,VSG多采用基于两相旋转... 详细信息

为了解决分布式新能源渗透率提高带来电网的系统等效阻尼和惯性降低的问题,一些学者提出了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略。为了能够抑制电网电压不对称跌落时电网电流中的负序分量,VSG多采用基于两相旋转坐标系下d-q轴的正负序复合控制;但是正负序分离的延时恶化了故障发生和恢复时VSG输出电流的过渡过程,造成VSG过流风险增加。针对此问题,文中首先分析了电网电压对称和不对称跌落故障时电网电压等效幅值波形的特点,并据此提出了一种自动识别出故障类型,实现自适应正负序复合控制的VSG低电压穿越策略,不仅能抑制不对称故障时输出电流中的负序分量,还减小了正负序分离的延时影响和VSG出现暂态过流的可能性,使故障发生和恢复时VSG输出电流的过渡过程更加平滑。最后通过搭建仿真系统验证了文中所提方法的可行性。

关键词：虚拟同步发电机低电压穿越自适应控制正负序复合控制

含无刷DFIG的风电系统低电压穿越极限控制能力分析

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电力系统自动化 2016年第17期40卷 122-128页

作者：刘淳张兴周宏林余畅舟阚超豪合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 中国东方电气集团有限公司中央研究院四川省成都市611731

无刷双馈感应发电机(BDFIG)由于其良好的维护特性,在风力发电中具有良好的应用前景。作为大功率并网发电装置,基于BDFIG的风电系统需要满足电网的低电压穿越(LVRT)并网导则。双馈型风电系统机侧变流器的极限控制能力决定了系统LVRT的控... 详细信息

无刷双馈感应发电机(BDFIG)由于其良好的维护特性,在风力发电中具有良好的应用前景。作为大功率并网发电装置,基于BDFIG的风电系统需要满足电网的低电压穿越(LVRT)并网导则。双馈型风电系统机侧变流器的极限控制能力决定了系统LVRT的控制方案与控制成本,具有重要的实际意义。文中详细分析了BDFIG在电网故障时的瞬态模型,通过引入庞特里亚金极小值算法分析基于BDFIG的风电系统的机侧变流器控制端电压最优值,得到整个系统LVRT极限控制范围,并进一步与普通双馈感应发电机进行了比较。结果表明,BDFIG具有更加优异的LVRT能力。

关键词：双馈感应发电机低电压穿越庞特里亚金极小值算法电网故障风力发电

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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

协调相邻风电场之间低电压穿越的综合保护方案

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电网技术 2013年第7期37卷 1983-1989页

作者：张曼姜惠兰智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

多个风电场相邻时,若某一风电场近端发生严重故障,其撬棒投入实现低电压穿越的同时,将对相邻风电场造成影响。根据故障时双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的无功功率特性,分析了撬棒投入对相邻风电场的影响以及造... 详细信息

多个风电场相邻时,若某一风电场近端发生严重故障,其撬棒投入实现低电压穿越的同时,将对相邻风电场造成影响。根据故障时双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的无功功率特性,分析了撬棒投入对相邻风电场的影响以及造成相邻风电场撬棒连锁动作的原因,提出了一种基于DFIG转子串联电阻和静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的综合保护方案及相应的控制策略,以协调多风电场之间的低电压穿越,防止撬棒的连锁动作使电网电压和无功功率进一步恶化。仿真结果表明,所提保护方案能够抑制相邻风电场DFIG的转子电流,防止撬棒连锁动作,并能最大限度补偿无功缺额,提高出口电压。

关键词：撬棒双馈风力发电机低电压穿越相邻风电场转子串联电阻静止同步补偿器综合保护方案

基于动态电压指令值变化的双馈异步风力发电系统高低电压穿越控制策略

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高电压技术 2022年第9期48卷 3680-3688页

作者：王辉王艺霏王姗姗赵兵邢阳山东大学电气工程学院济南250061 国网青海省电力公司电力科学研究院西宁810008 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网山东省电力公司烟台供电公司烟台264000

目前针对双馈异步风力发电机(doubly fed induction generator, DFIG)故障穿越问题的研究大多局限于只能实现单一的控制目标,即低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)或高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)。如何使风电系... 详细信息

目前针对双馈异步风力发电机(doubly fed induction generator, DFIG)故障穿越问题的研究大多局限于只能实现单一的控制目标,即低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)或高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)。如何使风电系统同时具备低、高电压穿越能力仍需重点关注,对此应用极限划分思想提出一种基于动态电压指令值变化的高低电压穿越控制策略。依据发电机定子磁链与定子电压幅值稳态变化量间的关系,类比数学极限划分思想,在小时间窗口前提下提出利用稳态关系近似处理暂态过渡过程的控制思路。瞬时定子磁链将直接参与定子电压指令值的计算,实现系统不同运行条件下电压指令值的动态更新,可以间接调节风电机组的无功输出,进而达到减小故障期间机侧电压变化幅度的目的。仿真结果表明,所提出的控制策略能够加快暂态过程衰减速度,快速向电网输出无功功率,有利风电系统故障穿越期间达到新稳态,做到了暂稳态控制策略与高低电压穿越控制策略上的统一。

关键词：双馈异步风力发电机低电压穿越高电压穿越极限划分思想动态电压指令值瞬时定子磁链

新能源并网发电系统低电压穿越与孤岛同步检测的无功功率扰动算法

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电网技术 2016年第5期40卷 1406-1414页

作者：马聪高峰李瑞生李献伟电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 许继集团有限公司河南省许昌市461000

随着新能源并网发电系统的大量建设与并网,准确、快速地实现低电压穿越与孤岛检测是并网系统的两项重要功能。实际运行时,依据并网准则定义的低电压穿越与孤岛检测的操作时间,并网系统需要能够同步进行低电压穿越运行与孤岛检测,一旦检... 详细信息

随着新能源并网发电系统的大量建设与并网,准确、快速地实现低电压穿越与孤岛检测是并网系统的两项重要功能。实际运行时,依据并网准则定义的低电压穿越与孤岛检测的操作时间,并网系统需要能够同步进行低电压穿越运行与孤岛检测,一旦检测到孤岛状态即执行停机操作。但是现有的低电压穿越与孤岛检测方法,在时间和结构上都难以进行简单的组合,无法同时实现低电压穿越与孤岛检测。提出一种由基于双二阶广义积分器的锁相环、功率扰动模块以及孤岛检测模块组成的无功功率扰动方法。该方法控制新能源并网发电系统输出无功电流,同时利用输出的无功功率进行功率扰动,可同时满足低电压穿越运行与孤岛快速检测的要求。最终,仿真结果验证了该方法的有效性与准确性。

关键词：功率扰动低电压穿越孤岛检测新能源发电系统锁相环

弱电网直驱风机低电压穿越特性及其对机端暂态电压的影响

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中国电机工程学报 2021年第14期41卷 4777-4786页

作者：孙大卫吴林林刘辉宋鹏李蕴红王潇刘京波国家电网公司风光储联合发电运行技术实验室(国网冀北电力科学研究院) 北京市西城区100045

新能源常通过特高压交/直流输电系统送出,新能源汇集送端电网配套火电机组少,电网强度弱,直流闭锁或交流严重短路故障后的暂态过电压易引发风电脱网。该文基于典型电压穿越策略建立永磁直驱风机(permanent magnet synchronous generato ... 详细信息

新能源常通过特高压交/直流输电系统送出,新能源汇集送端电网配套火电机组少,电网强度弱,直流闭锁或交流严重短路故障后的暂态过电压易引发风电脱网。该文基于典型电压穿越策略建立永磁直驱风机(permanent magnet synchronous generato rbased wind generator,PMSG)并网模型,研究弱电网中送出线路远端短路故障时的PMSG功率特性,揭示故障发生与清除时刻PMSG控制产生误差的原因,分析PMSG控制策略与参数对机组功率特性以及机端暂态过电压特性的影响。研究结果表明,远端短路故障清除时刻PMSG网侧电压相位一般向后跳变,由于锁相环存在时延,使暂态过程中锁相结果超前于实际相位,导致PMSG有功/无功控制不解耦,电流控制产生误差,由于锁相结果超前实际相位产生的控制误差会抑制网侧电压的快速抬升。

关键词：永磁直驱风机弱交流电网暂态过电压低电压穿越锁相环