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基于转子储能的全功率变速水电机组低电压穿越控制策略研究

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电网与清洁能源 2022年第7期38卷 141-148,158页

作者：苏立谢文经刘卓娅毛成李林峰沈春和贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 贵州黔能企业有限责任公司贵州贵阳550000

全功率变速水力发电机组是水力发电机组变速运行主要方式之一,能更快速度响应电网功率变化需求,对间歇性与随机性强的新能源消纳具有重要意义,其机组的低电压穿越能力是保障机组稳定并网运行的关键。提出了一种基于机组转子储能的低电... 详细信息

全功率变速水力发电机组是水力发电机组变速运行主要方式之一,能更快速度响应电网功率变化需求,对间歇性与随机性强的新能源消纳具有重要意义,其机组的低电压穿越能力是保障机组稳定并网运行的关键。提出了一种基于机组转子储能的低电压穿越控制策略,充分利用水力发电机组转子储能能力强和机组输入功率可以调节的特点,采用转子储能和调速器调节吸收控制电网电压跌落期间的机组不平衡能量,并根据电网电压跌落幅值通过网侧变流器向电网提供无功电流支撑。建立了系统各部件的数学模型,通过仿真比对了提出的控制策略与传统的策略,仿真结果表明提出的控制策略能有效抑制直流母线过电压,并向电网提供无功电流支撑,提高了全功率变速水力发电机组的低电压穿越能力。

关键词：低电压穿越水力发电机组变速运行转子储能

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采用定子控制绕组的转子储能调相机

电力系统及其自动化学报 2021年第2期33卷 51-58页

作者：陈谦张琦仇娜王晨晟何承树河海大学能源与电气学院南京210000

当前越来越多的电源和负荷设备采用电力电子技术并网,降低了电力系统固有的旋转同步和动态电压维持能力,因而需增设一定的同步调相机进行补偿。传统同步调相机的调节能力相对有限,为此,提出了一种新型调相机,增设了一组定子控制绕组,并... 详细信息

当前越来越多的电源和负荷设备采用电力电子技术并网,降低了电力系统固有的旋转同步和动态电压维持能力,因而需增设一定的同步调相机进行补偿。传统同步调相机的调节能力相对有限,为此,提出了一种新型调相机,增设了一组定子控制绕组,并设计相应的控制器,在多种运行状态下采取不同的控制模式,通过换流器对定子控制绕组的调节,从而灵活控制转子转速与转子旋转储能,扩大了调相机在电力系统动态过程中对有功功率和电网频率的干预能力。最终通过仿真实验验证了该新型调相机的可行性和有效性。

关键词：调相机双定子控制转子储能有功调节动态补偿

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提升直流并网风电故障穿越能力的新方法

电力自动化设备 2013年第8期33卷 137-141页

作者：孙世贤田杰国网电力科学研究院江苏南京210003 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211106

提出提升柔性直流并网的风电场系统故障穿越能力的新方法。分析了柔性直流输电的传统电流限幅器的不足,设计了动态改变限值的电流限幅器,该限幅器在电流扰动期间,能限制过电流,并能最大限度地提升输出功率。提出了新的转速储能方法,即... 详细信息

提出提升柔性直流并网的风电场系统故障穿越能力的新方法。分析了柔性直流输电的传统电流限幅器的不足,设计了动态改变限值的电流限幅器,该限幅器在电流扰动期间,能限制过电流,并能最大限度地提升输出功率。提出了新的转速储能方法,即利用风电机组自身的转子来实现提速储能,用以短时储存故障期间的过剩能量,以提高并网系统的故障穿越能力。仿真分析验证了所提方法的有效性。

关键词：风电场故障穿越电流控制电流限幅转子储能柔性直流输电

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永磁直驱风电机组故障穿越优化控制策略研究

电力系统保护与控制 2015年第24期43卷 83-89页

作者：王丹刘崇茹李庚银华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

永磁同步发电机构成的直驱型变速恒频风力发电系统通过全功率变流器与电网连接,当电网发生严重故障时,不仅对HVDC设备造成损害,甚至可能影响风力发电系统的整体安全稳定运行。对系统故障期间直流电压失稳的机理进行了分析,基于永磁同步... 详细信息

永磁同步发电机构成的直驱型变速恒频风力发电系统通过全功率变流器与电网连接,当电网发生严重故障时,不仅对HVDC设备造成损害,甚至可能影响风力发电系统的整体安全稳定运行。对系统故障期间直流电压失稳的机理进行了分析,基于永磁同步发电机转子的惯性储能特性以及网侧换流器的无功补偿能力,提出一种适用于提高永磁直驱风电机组故障穿越能力的优化控制策略。在网侧故障期间通过分段式转速控制调整风机侧输入的有功并对网侧无功进行补偿,减小了中间直流系统注入的不平衡功率,抑制了故障期间直流电压的骤升。应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立单机系统模型,仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性。

关键词：永磁直驱风电机组故障穿越转子储能分段式转速控制无功补偿

考虑最大转子动能储备的直驱式风力发电机组群优化控制

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电气自动化 2022年第6期44卷 19-21页

作者：赖业宁颜云松薛峰唐冠军国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

针对风电场参与紧急功率速增控制的情景,以直驱式风力发电机组(direct drive wind power system,DDWPS)为研究对象,对其超速减功率运行进行了研究。搭建了基于Simulink的DDWPS,对不同风速条件下的机组超速减功率与发电机转子动能存储性... 详细信息

针对风电场参与紧急功率速增控制的情景,以直驱式风力发电机组(direct drive wind power system,DDWPS)为研究对象,对其超速减功率运行进行了研究。搭建了基于Simulink的DDWPS,对不同风速条件下的机组超速减功率与发电机转子动能存储性能进行了仿真。由于转子储能可以有效提高紧急功率速增的支撑,因此以最大转子动能储备为优化目标,利用GUROBI优化软件对某风电场多台DDWPS的超速减载率进行优化。结果表明,额定风速条件下的风机与低于额定风速条件下的风机相比,其减载率应较小,以增加整个风电场多台机组的转子总动能。方法的实现可为风电场参与紧急功率速增控制提供理论与工程基础。

关键词：紧急功率速增超速运行转子储能减载率

全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略研究

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全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略研究

作者：李常开西安理工大学

学位级别：硕士

全功率变速是水轮发电机组变速运行的主要方式之一,因其控制系统、变速运行范围、功率响应速度等相对于双馈变速水轮发电机组更具有优势,受到了业内的广泛关注,由于变流器的使用,这就要求其具备相应的低电压穿越能力,因此本文针对全功... 详细信息

全功率变速是水轮发电机组变速运行的主要方式之一,因其控制系统、变速运行范围、功率响应速度等相对于双馈变速水轮发电机组更具有优势,受到了业内的广泛关注,由于变流器的使用,这就要求其具备相应的低电压穿越能力,因此本文针对全功率变速水轮发电机组的低电压穿越控制策略展开研究,在分析机组的能量流动关系和传统卸荷电路的基础上,提出利用转子储能及有功无功协调控制的低电压穿越控制策略,并给出了该策略下低电压穿越时,水轮发电机组转速上升最大值的解析方法,该研究成果可为提高全功率变速水轮发电机组的低电压穿越能力以及全功率变速水轮发电机组设计提供有效参考。具体内容如下:（1）建立了全功率变速水轮发电机组的数学模型,采用转速调节器控制机组转速,机侧变流器控制有功无功功率,网侧变流器控制直流母线电压恒定的传统控制策略,分析了机组的电压跌落特性,采用卸荷电路实现机组的低电压穿越,通过仿真进行了验证,但卸荷电路增加了硬件,系统更加复杂、成本高、变流器的通用性降低。（2）根据水轮发电机组旋转储能能力强、转速运行范围宽、水轮机功率可通过转速调节器灵活调节的特点,提出了机侧变流器控制直流母线电压,网侧变流器控制机组的有功和无功功率,转速调节器控制机组转速的转子储能的低电压穿越控制策略。该策略取消了卸荷电路,将不平衡功率转移到了发电机,利用发电机转子升速储存低电压穿越期间的不平衡功率,并根据电网电压跌落幅值向电网输送一定无功电流。仿真结果表明,该策略将直流母线电压有效限制在1.1pu以内,减小了直流母线电压波动,机组转速上升到1.12pu,不会对机组的稳定运行造成影响,网侧变流器向电网输送1.05pu的无功电流,并随着电网电压的恢复逐渐减小至0,提高了机组的低电压穿越能力。（3）利用转子储能策略实现机组低电压穿越时,为了能够快速得出机组转速上升最大值,本文考虑导叶动作和导叶不动作两种情况,对系统进行合理简化,推导出转速上升最大值数值解析模型,通过仿真验证,该解析模型可较好的模拟转速上升的动态过程,得出转速上升最大值,以及机组参数对转速上升最大值影响规律,为变速机组低电压穿越选型提供了依据。

关键词：水轮发电机组变速低电压穿越控制策略转子储能转速上升最大值

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发电机灭磁电阻容量选择计算的讨论

水电厂自动化 2002年第1期23卷 8-11页

作者：梁建行陈红君张重农长江水利委员会设计院机电处武汉430010

国内通常按发电机空载强励灭磁的要求选择发电机灭磁电阻的容量。本文分析发电机在各种灭磁的工况下对灭磁电阻容量的要求,提出灭磁电阻容量宜按机端三相短路时的灭磁工况来进行计算选择的意见,供讨论。

关键词：发电机灭磁电阻容量转子储能计算