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考虑功率解耦的构网型逆变器的低电压穿越控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 1-13页

作者：符杨陈禹瑾季亮李世林俞紫琳李振坤米阳海上风电技术教育部工程研究中心(上海电力大学) 上海200090 上海电力大学海上风电研究院上海200090 上海电力大学电气工程学院上海200090

构网型控制是提高新型电力系统稳定性的重要手段。构网型逆变器的功率耦合会导致功率、输出电压和电流波动,从而影响新能源的低电压穿越能力。针对该问题,提出了基于功率解耦的构网型逆变器低电压穿越控制策略。首先,分析构网型控制下... 详细信息

构网型控制是提高新型电力系统稳定性的重要手段。构网型逆变器的功率耦合会导致功率、输出电压和电流波动,从而影响新能源的低电压穿越能力。针对该问题,提出了基于功率解耦的构网型逆变器低电压穿越控制策略。首先,分析构网型控制下的功率耦合机理。通过建立动态功率耦合模型,研究功率耦合对低电压穿越的影响。接着,提出一种基于串联补偿矩阵的功率解耦方法,并基于并网标准提出一种考虑功率解耦的构网型逆变器的低电压穿越控制策略。最后,利用StarSimHiL平台搭建了硬件在环实验平台。通过实验验证了串联补偿解耦控制策略在不同阻抗比下的鲁棒性,以及在不同电压跌落程度下所提控制策略的有效性。

关键词：构网型逆变器功率耦合低电压穿越动态耦合模型串联补偿解耦

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考虑电压故障类型的光伏逆变器低电压穿越控制策略

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电力自动化设备 2018年第9期38卷 21-26页

作者：欧阳森马文杰华南理工大学电力学院广东广州510640

在传统光伏逆变器低电压穿越(LVRT)控制技术的基础上,提出一种根据电压故障类型进行无功功率输出的可实现柔性电压支撑的LVRT控制策略。基于瞬时功率理论,对αβ坐标系下的功率、电流关系进行了分析;基于上述理论分析,提出一种基于电压... 详细信息

在传统光伏逆变器低电压穿越(LVRT)控制技术的基础上,提出一种根据电压故障类型进行无功功率输出的可实现柔性电压支撑的LVRT控制策略。基于瞬时功率理论,对αβ坐标系下的功率、电流关系进行了分析;基于上述理论分析,提出一种基于电压正、负序分量加权分配的无功补偿策略,该策略根据不同的电压故障类型,通过调整分配因子生成相应的无功电流参考指令来实现提升三相电压有效值、降低公共点电压三相不平衡度等目标的电压支撑功能;在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了三相对称故障、单相短路接地故障和两相短路接地故障的仿真实验,仿真结果验证了所提策略的正确性。

关键词：光伏低电压穿越逆变器无功支撑故障类型控制策略

超级电容储能系统在风电系统低电压穿越中的设计及应用

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中国电机工程学报 2014年第10期34卷 1528-1537页

作者：王鹏王晗张建文蔡旭韩正之上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

风电并网导则要求并网型风电机组具备低电压穿越能力,而传统基于直流母线卸荷电阻的低电压穿越方案以热能的形式消耗机组多余功率,降低机组效率,升高环境温度,增加了机组散热设计的难度。鉴于此,针对鼠笼型全功率风电变流器机组,提出一... 详细信息

风电并网导则要求并网型风电机组具备低电压穿越能力,而传统基于直流母线卸荷电阻的低电压穿越方案以热能的形式消耗机组多余功率,降低机组效率,升高环境温度,增加了机组散热设计的难度。鉴于此,针对鼠笼型全功率风电变流器机组,提出一种基于超级电容储能装置的低电压穿越方案。利用超级电容器固有的快速充放电特点,实现低电压故障过程中风电机组波动功率的控制;给出了超级电容储能装置的详细设计方案以及低电压穿越过程中网侧变流器、机侧变流器以及超级电容储能装置的协调控制方法,并对系统暂态控制中的切换问题进行详细阐述。仿真与硬件在环实验结果验证了参数设计方法及提出控制策略的正确性。

关键词：风力发电低电压穿越超级电容储能系统参数设计协调控制

一种新的双馈风力发电机的低电压穿越方案研究

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太阳能学报 2014年第2期35卷 221-229页

作者：蒋说东刘军西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

结合励磁控制策略和硬件装置,提出一种新的双馈风力发电机低电压穿越运行方案。首先,通过分析双馈风力发电机系统模型的无源性,引入并改进无源性控制策略,提高转子电流的控制性能以应对电网电压小值跌落故障;然后在双馈风力发电机定子... 详细信息

结合励磁控制策略和硬件装置,提出一种新的双馈风力发电机低电压穿越运行方案。首先,通过分析双馈风力发电机系统模型的无源性,引入并改进无源性控制策略,提高转子电流的控制性能以应对电网电压小值跌落故障;然后在双馈风力发电机定子侧串入多抽头变压器,根据电网电压跌落程度检测,设计多路选择开关,保证发电机机侧电压始终维持在小值跌落范围内,从而提高双馈风力发电机的低电压穿越的能力。仿真结果表明:该方案既能改善电网电压小值跌落时对转子过电流控制性能,也能应对电网电压出现较严重的跌落情况。

关键词：双馈风力发电机无源性多抽头变压器低电压穿越

光伏逆变器的低电压穿越特性分析与参数测试方法

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电力系统自动化 2018年第18期42卷 149-156页

作者：葛路明曲立楠陈宁朱凌志张磊中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)(南京) 江苏省南京市210003

掌握逆变器的低电压穿越特性对于分析光伏电站对电网的影响具有重要的意义。首先基于光伏逆变器的拓扑结构和控制策略,将逆变器分为直流电压变换环节、交流电流指令环节和交流电流响应环节,分析了影响逆变器低电压穿越特性的主导关键环... 详细信息

掌握逆变器的低电压穿越特性对于分析光伏电站对电网的影响具有重要的意义。首先基于光伏逆变器的拓扑结构和控制策略,将逆变器分为直流电压变换环节、交流电流指令环节和交流电流响应环节,分析了影响逆变器低电压穿越特性的主导关键环节。然后,提出了一种通用化的交流电流指令环节参数测试方法,依次辨识无功电流和有功电流指令公式参数,并代入仿真模型验证参数的准确性。最后,对主导关键环节的分析结论进行了试验验证,并验证了参数测试方法对组串式逆变器和集中式逆变器的适应性和有效性。

关键词：光伏逆变器低电压穿越参数测试

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双馈风电机组低电压穿越特性的试验研究

高电压技术 2010年第3期36卷 789-795页

作者：胡书举赵栋利赵斌许洪华中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院风能利用重点实验室北京100190

低电压穿越能力正逐渐成为大型并网风电机组的必备功能之一,要求风电机组在电网电压跌落发生时保持并网,故障消除后快速恢复正常运行。在分析双馈机组电压跌落特性的基础上,采用了转子主动式Crowbar电路和直流侧卸荷电路相结合的方法来... 详细信息

低电压穿越能力正逐渐成为大型并网风电机组的必备功能之一,要求风电机组在电网电压跌落发生时保持并网,故障消除后快速恢复正常运行。在分析双馈机组电压跌落特性的基础上,采用了转子主动式Crowbar电路和直流侧卸荷电路相结合的方法来实现双馈风电机组的低电压穿越功能,讨论了具体的低电压穿越控制策略,通过仿真验证了电路结构和控制策略的正确性。在实验室10 kW双馈机组实验平台上,采用电压跌落发生器模拟电网电压跌落故障,进行了电网电压跌落至额定电压20%时不同持续时间的测试,证实了所采用的低电压穿越控制策略的有效性。

关键词：双馈风电机组低电压穿越背靠背变流器电压跌落发生器主动式Crowbar 直流侧卸荷电路

含动态直流泄能电阻的MMC-HVDC提高风电场低电压穿越能力研究

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电网技术 2014年第5期38卷 1127-1135页

作者：李文津汤广福康勇华中科技大学电气与电子工程学院武汉市洪山区430074 国网智能电网研究院北京市昌平区102202

提出了基于动态直流泄能电阻的模块化多电平柔性输电直流方案,以提高基于感应双馈电机风电场的低电压穿越能力。基于矢量控制及无源电压跟随控制分别设计了系统侧、风场侧柔性直流换流器在风电场稳态运行时的控制策略。当交流系统故障... 详细信息

提出了基于动态直流泄能电阻的模块化多电平柔性输电直流方案,以提高基于感应双馈电机风电场的低电压穿越能力。基于矢量控制及无源电压跟随控制分别设计了系统侧、风场侧柔性直流换流器在风电场稳态运行时的控制策略。当交流系统故障导致电压跌落时,详细分析了动态直流泄能电阻的工作原理、动作判据及导通持续时间,以实现风电场低电压穿越;同时研究了其与系统侧模块化多电平换流器在故障清除后电压恢复期的协调控制,以快速恢复风电场有功输出能力。仿真结果表明:当交流系统故障时,含动态直流泄能电阻的柔性直流输电系统能够维持直流电压且不改变风电场输出电压电流;当故障清除后,风电场输出功率恢复速率远大于电力系统行业标准相关技术指标。

关键词：动态直流泄能电阻模块化多电平换流器低电压穿越功率恢复

风机低电压穿越控制对系统暂态过电压的影响及优化

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电网技术 2021年第2期45卷 526-533页

作者：贾俊川金一丁赵兵仲悟之程势高刘涛徐希望郑帅飞电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192 国家电力调度控制中心北京市西城区100031

特高压直流输电工程及近区大规模风电场的陆续投运使系统交直流故障扰动后的暂态过电压问题愈发凸显,严重威胁交直流设备安全,已成为严重制约特高压直流输电能力及风电场并网功率的关键因素,其中风电机组在系统交直流故障扰动后低电压... 详细信息

特高压直流输电工程及近区大规模风电场的陆续投运使系统交直流故障扰动后的暂态过电压问题愈发凸显,严重威胁交直流设备安全,已成为严重制约特高压直流输电能力及风电场并网功率的关键因素,其中风电机组在系统交直流故障扰动后低电压穿越过程中的有功/无功功率动态特性是引起系统暂态电压进一步升高的重要因素。鉴于此,结合我国风电机组并网技术规范,首先阐明了风电场在电网故障穿越过程中的控制切换逻辑,并详细分析了风电机组在低电压穿越期间及恢复过程中的暂态有功及无功输出特性。其次,探讨了风电场低穿过程恶化系统暂态过电压的作用机制,在此基础上,对比分析了不同低穿控制方式对风电机组功率特性及对系统暂态电压的影响,并指出了敏感影响因素。最后,提出了风电机组低穿控制性能优化建议,可用于指导实际并网风电机组低穿控制策略优化,以有效抑制系统暂态过电压水平。

关键词：低电压穿越暂态过电压风电机组有功/无功特性性能优化

双馈感应风力发电机低电压穿越控制策略的理论分析与实验研究

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电工技术学报 2011年第7期26卷 30-36页

作者：蔚兰陈宇晨陈国呈吴国祥上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海大学机电工程与自动化学院上海200072 南通大学电子信息学院南通226019

分析了电网对称及非对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链的动态过程、电网故障过程中发电机定子磁链对转子的影响。在此基础上,分析了单靠改进转子变换器控制策略实现发电机低电压穿越的条件,提出一种利用软硬件结合的方法实现低电... 详细信息

分析了电网对称及非对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链的动态过程、电网故障过程中发电机定子磁链对转子的影响。在此基础上,分析了单靠改进转子变换器控制策略实现发电机低电压穿越的条件,提出一种利用软硬件结合的方法实现低电压穿越的控制策略,在电网严重故障时限制了双馈感应发电机定、转子电流,保护了双馈发电机励磁变换器,实现了快速地向电网提供功率支持。建立了双馈感应发电机低电压穿越控制模型和3kW双馈感应发电机励磁变换器低电压穿越控制实验系统。实验结果表明,本文提出的双馈感应发电机低电压穿越控制策略动态响应快、方法行之有效。

关键词：双馈感应风力发电机低电压穿越电网故障转子变换器