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一种适用于多端柔性直流输配电系统的新型电压下垂控制方法

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电力系统及其自动化学报 2021年第2期33卷 136-141页

作者：王秀茹刘刚王一振张科董平平赵航宇江苏国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司宿迁223800 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

如何保障多端柔性直流输配电系统在不同程度扰动下安全稳定运行是柔性直流技术发展所面临的一个挑战。针对这个问题,提出了一种适用于多端柔性直流输配电系统的电压下垂控制方法。该方法在电压-有功功率下垂控制的基础上,利用本地直流... 详细信息

如何保障多端柔性直流输配电系统在不同程度扰动下安全稳定运行是柔性直流技术发展所面临的一个挑战。针对这个问题,提出了一种适用于多端柔性直流输配电系统的电压下垂控制方法。该方法在电压-有功功率下垂控制的基础上,利用本地直流电压偏差信息实时调整下垂控制的运行工作点,使得直流电压靠近电压上限时自动往下调整,保障系统在各种扰动下直流电压分布合理,不超过稳定运行范围,具有抗干扰能力强、不依赖通讯的优势。最后,在PSCAD/EMTDC中建立四端柔性直流系统,验证了所提电压下垂控制方法的正确性和有效性。

关键词：电压源型换流器多端柔性直流系统电压下垂控制直流电压偏差运行工作点

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MTDC系统电压下垂控制策略的参数优化

MTDC系统电压下垂控制策略的参数优化

作者：黄立新深圳大学

学位级别：硕士

为满足日益增长的电力需求和减少化石燃料对环境的污染,可再生能源的发展近年来呈现快速增长的趋势。考虑资源和环境的影响,海上风电已经成为未来最具开发潜力的发展方向。无论从技术还是经济角度考虑,基于电压源换流器的多端直流系统(... 详细信息

为满足日益增长的电力需求和减少化石燃料对环境的污染,可再生能源的发展近年来呈现快速增长的趋势。考虑资源和环境的影响,海上风电已经成为未来最具开发潜力的发展方向。无论从技术还是经济角度考虑,基于电压源换流器的多端直流系统(简称MTDC系统)对收集和传输海上风电都是最佳方案。MTDC系统是新事物。因此,MTDC系统的安全和经济运行问题亟待研究。提出了MTDC系统电压下垂控制策略中参考电压的一种优化方法。结合直流电压与有功功率的关系,分析了电压下垂控制的原理,推导了定直流电压控制和直流电压下垂控制端的约束方程。以网损最小为目标函数,建立了MTDC系统电压下垂控制策略中参考电压的一种优化模型,并运用拉格朗日法构建了该模型的求解方法。结合实例,分析了优化参考电压的响应特性,证实了参考电压的优化在提高MTDC系统效率的同时降低了系统网损。提出了MTDC系统电压下垂控制策略中下垂斜率的一种优化方法。在分析MTDC系统传统网级控制策略特性的基础上,提出将固定斜率的下垂控制策略改进为自适应斜率的下垂控制策略,并提出了MTDC系统电压下垂控制策略中下垂斜率的优化模型和解法,以更好地解决换流站过载安全问题。分析了优化下垂斜率的响应特性,证实了下垂斜率的优化可以充分利用换流站自身功率裕度合理分配MTDC系统功率的变化量,避免传统电压下垂控制策略容易引起的换流站过载现象。在PSCAD/EMTDC系统中搭建了仿真模型,运用提出的参考电压的优化方法优化参考电压、运用提出的下垂斜率优化方法优化下垂斜率,再进行仿真和分析,并与传统电压下垂控制策略的仿真结果进行了对比分析,验证了新提出的方法的有效性。MTDC系统运行的经济性和安全性与参考电压和下垂控制换流器的下垂斜率密切相关。通过建立MTDC系统参考电压的优化模型来优化确定参考电压的大小,能有效降低系统网损、提高系统效率。通过建立MTDC系统下垂斜率的优化模型来动态优化下垂斜率的大小,能有效避免传统下垂控制策略容易引起的换流站过载现象、提高系统运行的安全性。

关键词：多端直流系统优化运行电压源换流器电压下垂控制

基于改进电压下垂控制的MMC-MTDC系统协调控制策略

同方学位论文库评论

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电气应用 2021年第10期40卷 70-77页

作者：宋汶秦柴文博杨婷婷赵玲霞王兴贵国网甘肃省电力公司经济技术研究院甘肃兰州730000 兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

在基于MMC的新能源多端柔性直流并网系统(Multi-Terminal Flexible DC Transmission System,MTDC)中,传统下垂控制的下垂系数单一,难以适应复杂的扰动工况,影响系统运行的稳定性。因此,以直流电压裕度跟踪为基础,对传统下垂控制进行改... 详细信息

在基于MMC的新能源多端柔性直流并网系统(Multi-Terminal Flexible DC Transmission System,MTDC)中,传统下垂控制的下垂系数单一,难以适应复杂的扰动工况,影响系统运行的稳定性。因此,以直流电压裕度跟踪为基础,对传统下垂控制进行改进。通过在下垂系数中加入直流电压裕度校正因子,利用换流站实时直流电压偏差数据进行自适应调节,使系统直流电压在接近电压裕度上限时自动减小,保证系统在受到功率扰动或者换流站故障时直流电压稳定分布及有功功率合理分配。最后,建立四端新能源柔性直流并网系统仿真模型,并通过算例验证了控制策略在"N-1"故障下的有效性。

关键词： MMC-MTDC 换流站电压下垂控制直流电压裕度跟踪

基于电压下垂控制的含MMC直流电网潮流计算方法研究

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电力科学与工程 2018年第11期34卷 1-7页

作者：张朝学邹晓松余梦天朱余林高志鹏李芷萧贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025

随着模块化多电平换流器(Modula Multi-Level Converter,MMC)不断发展,未来电网会形成含MMC的多直流母线、多直流电源和多直流负荷的交直流混合网络。首先分析了MMC的拓扑结构、模型等效处理,然后详细阐述了含MMC直流电网电压下垂控制策... 详细信息

随着模块化多电平换流器(Modula Multi-Level Converter,MMC)不断发展,未来电网会形成含MMC的多直流母线、多直流电源和多直流负荷的交直流混合网络。首先分析了MMC的拓扑结构、模型等效处理,然后详细阐述了含MMC直流电网电压下垂控制策略,在此基础上推导出了基于电压下垂控制的含MMC直流电网潮流计算方法。以7端MMC-MTDC(MMC Multi-Terminal HVDC)直流系统为例,分别求解同一系统给定条件下电压下垂控制的稳态潮流和系统发生波动后的稳态潮流,通过两种运行状态稳态潮流结果的比较分析,得出电压下垂控制策略是有效的,从而验证了所提基于电压下垂控制的含MMC直流电网潮流计算方法的正确性。

关键词：模块化多电平换流器交直流混合电网电压下垂控制潮流计算

基于电压下垂控制的柔性高压直流输电系统功率分配研究

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基于电压下垂控制的柔性高压直流输电系统功率分配研究

基于电压下垂法的直流微电网混合储能系统控制策略

作者：景柳铭赵通王云龙周京华张道农北京市电力电子与电气传动工程研究中心(北方工业大学) 华北电力设计院有限公司

柔性直流输电技术在新能源发电和并网等领域的应用愈发广泛,本文对基于电压下垂控制的柔性直流输电系统进行了研究,并以四端系统为例建立其等效电路模型和相关数学模型,对受端下垂控制站采用不同下垂系数时的功率分配进行了推导,在此基... 详细信息

柔性直流输电技术在新能源发电和并网等领域的应用愈发广泛,本文对基于电压下垂控制的柔性直流输电系统进行了研究,并以四端系统为例建立其等效电路模型和相关数学模型,对受端下垂控制站采用不同下垂系数时的功率分配进行了推导,在此基础上结合PSCAD仿真工具,建立四端柔性直流输电系统电磁暂态模型进行验证,通过算例分析其准确性。

关键词：柔性直流输电电压下垂控制功率分配 PSCAD

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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电网技术 2015年第4期39卷 892-898页

作者：文波秦文萍韩肖清王鹏刘家赢太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024

以稳定直流母线电压和优化蓄电池工作过程为目的,提出了一种基于电压下垂法的直流微电网混合储能控制策略。该控制策略根据直流母线电压信息,利用超级电容快速补偿母线功率缺额的高频部分;通过蓄电池对超级电容进行能量补充,间接补偿母... 详细信息

以稳定直流母线电压和优化蓄电池工作过程为目的,提出了一种基于电压下垂法的直流微电网混合储能控制策略。该控制策略根据直流母线电压信息,利用超级电容快速补偿母线功率缺额的高频部分;通过蓄电池对超级电容进行能量补充,间接补偿母线功率缺额的低频部分;利用超级电容电压不能突变的特点,实现对蓄电池电流的平滑控制。控制系统以直流母线电压、超级电容电压及蓄电池荷电状态为判断条件,自动切换工作模式。实验表明,该控制策略可自动调节蓄电池和超级电容出力,维持直流母线电压在额定值附近小范围波动,有效地减小了蓄电池充放电次数,延长其使用寿命。

关键词：直流微电网电压下垂控制超级电容蓄电池混合储能系统充放电控制

基于电压下垂法的独立直流微网混合储能系统控制策略改进

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智慧电力 2022年第9期50卷 39-44页

作者：胡治国张磊冲司少康张磊磊黄文帅河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002

针对独立直流微网中混合储能单元使用寿命问题,基于电压下垂控制的混合储能单元控制策略,提出了混合储能系统控制策略的改进措施。首先采用基于超级电容荷电状态的稳态功率修正策略,使超级电容在工作一段时间后荷电状态能够恢复至初始... 详细信息

针对独立直流微网中混合储能单元使用寿命问题,基于电压下垂控制的混合储能单元控制策略,提出了混合储能系统控制策略的改进措施。首先采用基于超级电容荷电状态的稳态功率修正策略,使超级电容在工作一段时间后荷电状态能够恢复至初始额定值,避免超级电容过充或者过放。其次,针对电池使用寿命问题,提出基于混合储能荷电状态的能量管理策略,以达到延长电池使用寿命的目的。最后通过Matlab/Simulink仿真分析,证明该方法在光伏输出功率改变条件下可有效延长电池与超级电容使用寿命。

关键词：独立直流微网混合储能电压下垂控制稳态功率修正能量管理策略

自适应电压下垂的MT-HVDC附加频率控制策略

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电气时代 2021年第8期 73-78页

作者：马岩潘欢纳春宁宁夏大学物理与电子电气工程学院宁夏电力能源安全重点实验室

在柔性高压直流输电系统中,PI双环解耦电流控制的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)难以为AC区域提供频率支持,传统电压下垂控制导致直流电压在系统发生扰动后出现较大偏移。设计一种基于自适应下垂控制器的依赖通信链路的... 详细信息

在柔性高压直流输电系统中,PI双环解耦电流控制的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)难以为AC区域提供频率支持,传统电压下垂控制导致直流电压在系统发生扰动后出现较大偏移。设计一种基于自适应下垂控制器的依赖通信链路的频率附加控制策略,在AC区域发生扰动后实现频率支持。

关键词：电压源型换流器电压下垂控制直流电压频率支持自适应下垂控制柔性高压直流输电附加频率控制双环解耦

多端柔性直流系统中配电电压下垂自动化控制系统

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自动化与仪表 2024年第1期39卷 71-74页

作者：赵丽萍李永刚张志军国网冀北电力有限公司张家口075000

针对多端柔性直流系统安全稳定运行的问题,提出一种通过电压下垂控制结合潮流最优模型的控制方式。通过电压下垂控制进行交流侧有功功率的计算,以解决换流器产生的损耗与有功功率之间的耦合。经过分析验证,该方法能够提高电压下垂控制... 详细信息

针对多端柔性直流系统安全稳定运行的问题,提出一种通过电压下垂控制结合潮流最优模型的控制方式。通过电压下垂控制进行交流侧有功功率的计算,以解决换流器产生的损耗与有功功率之间的耦合。经过分析验证,该方法能够提高电压下垂控制下潮流最优系统的适用性、有效性以及准确性。

关键词：多端柔性直流系统雅可比矩阵有功功率潮流模型电压下垂控制