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利用虚拟电阻提高接入弱交流电网的MMC小信号稳定性控制方法

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中国电机工程学报 2015年第15期35卷 3794-3802页

作者：苑宾许建中赵成勇何智鹏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

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)换流阀具有自关断能力,适用于向弱交流电网供电。该文对已有功率同步控制方法进行改进,通过在电压调制波处增加虚拟电阻控制,等效增大系统与弱交流电网之间的电阻,从而增强系统的... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)换流阀具有自关断能力,适用于向弱交流电网供电。该文对已有功率同步控制方法进行改进,通过在电压调制波处增加虚拟电阻控制,等效增大系统与弱交流电网之间的电阻,从而增强系统的稳定性。该方法实现简单,同时虚拟电阻并不消耗能量,不会降低换流器的传输效率。文中建立了受端弱交流电网MMC系统小信号数学模型,通过对多输入多输出系统开环传递函数矩阵进行分析,得到虚拟电阻对系统稳定运行特性的影响;同时对虚拟电阻的作用机理进行研究,分析得出虚拟电阻对系统运行极限的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了101电平受端弱交流电网MMC系统仿真模型,仿真结果验证了虚拟电阻控制的有效性,同时体现了虚拟电阻对系统运行极限的影响。

关键词：虚拟电阻模块化多电平换流器弱交流电网功率同步控制稳定性分析运行极限

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一种虚拟电阻并联电容有源阻尼法

电工技术学报 2010年第10期25卷 122-128页

作者：伍小杰孙蔚戴鹏周娟中国矿业大学信电学院徐州221008 中国电力科学研究院新能源所北京100192

传统的PWM整流器每相通过一个L滤波器接入电网,L滤波器用来滤除开关频率谐波。然而,若用LCL滤波器代替L滤波器接入电网可以利用较小的电容电感值,达到较好的滤波效果。但是LCL滤波器在高频下会产生谐振,影响系统的稳定性。基于虚拟电阻... 详细信息

传统的PWM整流器每相通过一个L滤波器接入电网,L滤波器用来滤除开关频率谐波。然而,若用LCL滤波器代替L滤波器接入电网可以利用较小的电容电感值,达到较好的滤波效果。但是LCL滤波器在高频下会产生谐振,影响系统的稳定性。基于虚拟电阻的概念,本文采用一种新的电容并联电阻的虚拟电阻有源阻尼法并分析了该方法的阻尼原理,推算了其功率损耗函数和纹波衰减函数,首次提出通过纹波衰减函数的博德图分析阻尼方法的有效性,仿真和实验结果证明了该方法的可行性。

关键词： PWM整流器 LCL滤波器无源阻尼有源阻尼虚拟电阻纹波衰减函数

具有低次谐波抑制功能的虚拟电阻型光伏逆变器

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电力系统自动化 2018年第9期42卷 114-119页

作者：凌毓畅曾江刘洋杨林华南理工大学电力学院广东省广州市510640

针对现有的具有谐波补偿功能的光伏逆变器只能就近补偿本地非线性负载的谐波而无法参与电网谐波治理及谐波治理贡献难以衡量的问题,研究了一种具有低次谐波抑制功能的虚拟电阻型光伏逆变器。分析了电阻对并网点谐波电压和电力系统谐振... 详细信息

针对现有的具有谐波补偿功能的光伏逆变器只能就近补偿本地非线性负载的谐波而无法参与电网谐波治理及谐波治理贡献难以衡量的问题,研究了一种具有低次谐波抑制功能的虚拟电阻型光伏逆变器。分析了电阻对并网点谐波电压和电力系统谐振的抑制作用,基于此提出了虚拟电阻型光伏逆变器控制方法,用比例—积分控制器控制对并网点电压和电流进行快速傅里叶变换后所得各次谐波电流与相应的谐波电压同相,幅值相差Kh倍,光伏逆变器被等效为一个"虚拟电阻"。以吸收的谐波功率来衡量用户的谐波治理贡献,并提出了按吸收谐波功率最大化的准则自动调节Kh的控制策略。仿真和硬件实验结果表明,所提虚拟电阻型光伏逆变器在正常发电的同时能有效抑制公共连接点低次谐波电压。

关键词：谐波抑制光伏逆变器 LCL滤波器谐波功率虚拟电阻

提高VSC-HVDC双向潮流工作模式下稳定性的虚拟电阻控制方法

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高电压技术 2020年第5期46卷 1665-1674页

作者：刘开培李彧野廖小兵朱蜀槐青武汉大学电气与自动化学院武汉430072

在交流电网互联的双端柔直中,通常采用一个换流站定直压控制另一个换流站定有功功率控制的控制方式。在这种控制策略下,从定直压站传向定有功功率站的系统稳定传输功率要低于从定有功功率站传向定直压控制站的功率。为了提高从定直压站... 详细信息

在交流电网互联的双端柔直中,通常采用一个换流站定直压控制另一个换流站定有功功率控制的控制方式。在这种控制策略下,从定直压站传向定有功功率站的系统稳定传输功率要低于从定有功功率站传向定直压控制站的功率。为了提高从定直压站到定有功功率站的传输功率,提出了一种改进的虚拟电阻控制策略。基于所提方法,建立了包括定直压站输出阻抗模型和结合线路阻抗及有功功率站的输入阻抗模型,并采用奈奎斯特稳定判据分析了含改进虚拟电阻控制器的系统稳定性。证明该策略可以通过改变定直压站的直流侧输出阻抗来提高系统的传输容量。仿真验证了所提控制策略的有效性。仿真同时证明了所提策略的动态性能优于传统的PI双闭环控制策略。

关键词： VSC-HVDC 直流侧振荡虚拟电阻阻抗稳定判据直流阻抗建模

基于虚拟电阻的MMC子模块故障容错环流抑制策略

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电力自动化设备 2018年第2期38卷 161-168页

作者：武文吴学智荆龙刘京斗王帅李金科北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京100044 北京电动车辆协同创新中心北京100044

针对模块化多电平变流器(MMC)子模块故障下容错环流抑制问题,分析了子模块故障状态下的环流特性,进而指出了准比例谐振(PR)控制在子模块故障容错环流控制中的通用优势。通过对采用准PR控制方式的子模块故障容错环流控制器进行分析与改进... 详细信息

针对模块化多电平变流器(MMC)子模块故障下容错环流抑制问题,分析了子模块故障状态下的环流特性,进而指出了准比例谐振(PR)控制在子模块故障容错环流控制中的通用优势。通过对采用准PR控制方式的子模块故障容错环流控制器进行分析与改进,提出了一种包含虚拟电阻前馈补偿环节的子模块故障容错环流抑制策略,其在保证实现子模块故障下环流抑制的同时可通过引入的虚拟电阻提高整个控制器的响应速度,使得子模块故障时刻的直流电流以及环流的冲击得到快速、有效的限制,优化了整个系统的性能。仿真与实验结果验证了该环流抑制策略的有效性。

关键词： MMC 子模块虚拟电阻环流容错控制故障分析准比例谐振控制

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电网对称故障时双馈电机虚拟电阻控制技术

电机与控制学报 2014年第6期18卷 1-8页

作者：程鹏年珩诸自强浙江大学电气工程学院

为拓展电网电压对称故障时双馈感应发电机的不间断运行范围,提高双馈感应发电机的运行可靠性。以双馈感应发电机数学模型为基础,通过分析双馈感应发电机的磁链阻尼特性,研究发现电网电压故障会引起双馈感应发电机磁链的剧烈振荡并产生... 详细信息

为拓展电网电压对称故障时双馈感应发电机的不间断运行范围,提高双馈感应发电机的运行可靠性。以双馈感应发电机数学模型为基础,通过分析双馈感应发电机的磁链阻尼特性,研究发现电网电压故障会引起双馈感应发电机磁链的剧烈振荡并产生较长时间的过渡过程。进而给出了一种基于比例反馈校正的虚拟电阻控制技术,以有效抑制双馈感应发电机定子磁链的自由振荡,改善电网电压故障时双馈感应发电机过渡过程,并在此基础上对虚拟电阻阻值进行整定与优化设计。最后,通过所搭建的双馈感应发电机实验平台,对虚拟电阻整定原则的合理性与改进控制策略的有效性进行了实验验证。

关键词：双馈感应发电机电网电压对称故障磁链振荡阻尼特性虚拟电阻

一种抑制传统直流输电连续换相失败的虚拟电阻电流限制控制方法

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中国电机工程学报 2016年第18期36卷 4930-4937,5117页

作者：郭春义李春华刘羽超蒋碧松赵成勇周勤勇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 中国南方电网超高压输电公司广州局广东省广州市510663 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

为减小直流输电系统发生连续换相失败的概率,分析了其换相机理,然后结合直流输电系统的低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL),提出了一种可抑制传统直流输电连续换相失败的虚拟电阻电流限制控制方法。通过理论... 详细信息

为减小直流输电系统发生连续换相失败的概率,分析了其换相机理,然后结合直流输电系统的低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL),提出了一种可抑制传统直流输电连续换相失败的虚拟电阻电流限制控制方法。通过理论分析,基于虚拟电阻的电流限制控制器可体现故障期间和系统恢复过程中直流电流的动态特性,具有良好的反应灵敏性。基于CIGRE标准测试模型,在PSCAD/EMTDC中实现了所提出的控制方法。仿真结果表明,所提出的虚拟电阻电流限制控制器可以在一定程度上抑制单相故障和三相故障情况下HVDC系统的连续换相失败,因此可以改善其故障恢复特性。

关键词：高压直流输电虚拟电阻直流电流限制连续性换相失败

基于虚拟电阻控制环的并联逆变器简化控制方法

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电工技术学报 2012年第6期27卷 63-68页

作者：温春雪李正熙北方工业大学北京市变频技术工程研究中心北京100144

对于整个系统的扩展性和可靠性来说,几个小功率逆变器的并联运行比单个大功率逆变器运行要具备更多的优势。针对逆变器的并联运行,本文提出了一种基于虚拟电阻控制环的简化控制方法,该方法可以均衡无互联通讯线路的各逆变器的电流分布,... 详细信息

对于整个系统的扩展性和可靠性来说,几个小功率逆变器的并联运行比单个大功率逆变器运行要具备更多的优势。针对逆变器的并联运行,本文提出了一种基于虚拟电阻控制环的简化控制方法,该方法可以均衡无互联通讯线路的各逆变器的电流分布,进而抑制并联逆变器内部的环流。为了验证基于虚拟电阻控制环的简化控制方法,本文建立了由两个逆变器组成的并联拓扑实验电路,最后通过仿真和实验方法表明了本文所提控制方法的性能。

关键词：逆变器虚拟电阻并联环流

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基于虚拟电阻的P-V下垂系数计算方法

电力建设 2021年第4期42卷 105-112页

作者：曹昕韩民晓张明洋魏炜华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 国网北京市电力公司物资分公司北京市100054

现有研究有很多针对多端柔性直流下垂系数的计算方法,但是鲜有基于虚拟电阻的下垂系数计算方法。参考I-V下垂控制策略,提出了一种基于虚拟电阻的P-V下垂控制策略。首先,在放射型直流电网中,分析了换流站直流端口电压与公共母线电压之间... 详细信息

现有研究有很多针对多端柔性直流下垂系数的计算方法,但是鲜有基于虚拟电阻的下垂系数计算方法。参考I-V下垂控制策略,提出了一种基于虚拟电阻的P-V下垂控制策略。首先,在放射型直流电网中,分析了换流站直流端口电压与公共母线电压之间的关系。通过设置虚拟电阻得出换流站桥臂电压和直流端口电压的关系,并根据P-V下垂控制策略,推导出基于虚拟电阻的P-V下垂系数计算方法。随后,分析了该下垂系数计算方法存在极限运行状态下无法计算的问题,并提出了对应的解决方法,完善了控制策略。最后,在仿真软件中搭建了一个6端放射型柔性直流电网仿真模型,分别对比例下垂控制、自适应下垂控制和基于虚拟电阻的下垂控制策略进行仿真验证。通过对比发现,提出的基于虚拟电阻的P-V下垂控制策略有直流电压偏差较小、功率分配较为合理的特点。

关键词：直流电网虚拟电阻下垂控制放射型系统