电压源型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并入弱交流电网可能产生振荡失稳现象,严重威胁电力系统安全稳定运行。VSC-HVDC结构日渐复杂,系统中同时存在多种控制策略,针对多端、多控...电压源型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并入弱交流电网可能产生振荡失稳现象,严重威胁电力系统安全稳定运行。VSC-HVDC结构日渐复杂,系统中同时存在多种控制策略,针对多端、多控制策略下VSC-HVDC的稳定特性还需深入研究。针对上述问题,以定直流电压/定功率混合控制的双受端VSC-HVDC系统为研究对象,探讨了系统在不同电网条件下的稳定特性。首先,分别推导了定直流电压/定功率控制策略VSC-HVDC子系统的数学模型和小信号模型,依据交直流拓扑关系构建混合控制策略下的全系统模型;其次,搭建双受端VSC-HVDC系统电磁暂态模型验证了不同运行工况下小信号模型的准确性;最后,分析了交流系统强度及联络线长度对双受端VSC-HVDC系统稳定性的影响,获得了定直流电压/定功率VSC-HVDC系统所能接受的最小电网强度,形成了系统安全稳定运行空间,并且基于MATLAB/Simulink时域仿真验证了理论分析的正确性。展开更多
When multiple LCC-HVDC transmission lines are densely fed into a receiving AC system,voltage dips can easily propagate in the power system,resulting in multiple LCC commutation failures simultaneously.The VSC-HVDC can...When multiple LCC-HVDC transmission lines are densely fed into a receiving AC system,voltage dips can easily propagate in the power system,resulting in multiple LCC commutation failures simultaneously.The VSC-HVDC can be used to divide the receiving sys-tem into several interconnected sub-partitions and improve the voltage support capability of the receiving system.Compared with asyn-chronous interconnection,which completely separates the receiving systems with VSC-HVDC,incomplete segmentation with an AC connection is a more pertinent segmenting method for multilayer complex regional power grids.To analyze the voltage support capability of the VSC in incomplete segmentation,a micro-incremental model of the VSC was established,the operating impedance of the VSC was calculated,and the voltage support function of the VSC was quantified.The effect of the fault on the system short-circuit capacity was analyzed,and a calculation method for the multi-infeed short-circuit ratio in an incompletely segmented scenario was obtained.A VSC-segmented model of a two-infeed DC system was built on the EMTDC/PSCAD simulation platform,and the validity of the micro-increment model and accuracy of the proposed conclusions were verified.展开更多
针对大规模近海风电场地理分布上高度分散以及主要采用双馈式或直驱/半直驱式风电机组的特点,提出了相应的电压源型变流器的高压直流(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网传输拓扑结构,并设计了相应的控制策略。为验证...针对大规模近海风电场地理分布上高度分散以及主要采用双馈式或直驱/半直驱式风电机组的特点,提出了相应的电压源型变流器的高压直流(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网传输拓扑结构,并设计了相应的控制策略。为验证所提方案的可行性,利用Matlab/Simulink构建了一个近海风电场的5端口VSC-HVDC并网传输系统,并进行了系列仿真。仿真结果表明,所提VSC-HVDC方案可为大规模近海风电场的并网传输提供优化的解决方案。展开更多
小水电群富集的地区电网与主网的交流联络较弱时,容易引起系统低频振荡问题。用电压源换流器型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)异步联接小水电群电网与主网的方式可...小水电群富集的地区电网与主网的交流联络较弱时,容易引起系统低频振荡问题。用电压源换流器型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)异步联接小水电群电网与主网的方式可消除小水电群引起的低频振荡问题。但小水电群电网属于弱交流系统,此场景下VSC-HVDC有必要参与弱交流系统的电压和频率控制。该文设计了一种改善交流系统暂态稳定性的VSC-HVDC交流电压–频率协调控制策略,该策略的首要控制目标是保证VSC-HVDC设备的安全,第二控制目标是提高交流系统的电压稳定性,第三控制目标是提高交流系统的频率稳定性。设计的协调控制器结构能够确保暂态过程中多个控制目标按照优先级顺序实现。以云南电网的实例分析表明:VSC-HVDC异步联网方案能够有效提高系统的小扰动稳定性水平;VSC-HVDC交流电压–频率协调控制策略能够改善交流系统的暂态稳定性。展开更多
为提高风电场交直流混合输电并网的系统性能,提出一种更加灵活的电压源换流器高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)控制策略。对于风电场侧电压源换流器,设计了一种新的交流电压–功角控制...为提高风电场交直流混合输电并网的系统性能,提出一种更加灵活的电压源换流器高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)控制策略。对于风电场侧电压源换流器,设计了一种新的交流电压–功角控制方法。对于交直流混合输电模式,该方法通过调节风电场交流母线电压与电压源换流器输出电压间的功角来实现定有功功率控制。对于纯柔性直流输电模式,风电场交流母线电压自动被调节为具有恒幅恒频的交流电压,实现了对波动风电的同步输送。该方法中输电模式的变化无需切换控制;另外,通过附加电流高通滤波器增强了对系统谐振的阻尼作用。对电网侧电压源换流器,采用一种新的直接电流矢量控制,使直流电压稳定在参考值上。运用PSCAD/EMTDC仿真软件对分别接入笼型感应发电机(squirrel cage induction generator,SCIG)风电场和双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)风电场的交直流混合输电系统建模仿真。一系列运行条件下的仿真结果验证了控制方法的有效性与可行性。展开更多
文摘电压源型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并入弱交流电网可能产生振荡失稳现象,严重威胁电力系统安全稳定运行。VSC-HVDC结构日渐复杂,系统中同时存在多种控制策略,针对多端、多控制策略下VSC-HVDC的稳定特性还需深入研究。针对上述问题,以定直流电压/定功率混合控制的双受端VSC-HVDC系统为研究对象,探讨了系统在不同电网条件下的稳定特性。首先,分别推导了定直流电压/定功率控制策略VSC-HVDC子系统的数学模型和小信号模型,依据交直流拓扑关系构建混合控制策略下的全系统模型;其次,搭建双受端VSC-HVDC系统电磁暂态模型验证了不同运行工况下小信号模型的准确性;最后,分析了交流系统强度及联络线长度对双受端VSC-HVDC系统稳定性的影响,获得了定直流电压/定功率VSC-HVDC系统所能接受的最小电网强度,形成了系统安全稳定运行空间,并且基于MATLAB/Simulink时域仿真验证了理论分析的正确性。
基金supported by the State Grid Science and Technology Project 5108-202218280A-2-87-XG.
文摘When multiple LCC-HVDC transmission lines are densely fed into a receiving AC system,voltage dips can easily propagate in the power system,resulting in multiple LCC commutation failures simultaneously.The VSC-HVDC can be used to divide the receiving sys-tem into several interconnected sub-partitions and improve the voltage support capability of the receiving system.Compared with asyn-chronous interconnection,which completely separates the receiving systems with VSC-HVDC,incomplete segmentation with an AC connection is a more pertinent segmenting method for multilayer complex regional power grids.To analyze the voltage support capability of the VSC in incomplete segmentation,a micro-incremental model of the VSC was established,the operating impedance of the VSC was calculated,and the voltage support function of the VSC was quantified.The effect of the fault on the system short-circuit capacity was analyzed,and a calculation method for the multi-infeed short-circuit ratio in an incompletely segmented scenario was obtained.A VSC-segmented model of a two-infeed DC system was built on the EMTDC/PSCAD simulation platform,and the validity of the micro-increment model and accuracy of the proposed conclusions were verified.
文摘针对大规模近海风电场地理分布上高度分散以及主要采用双馈式或直驱/半直驱式风电机组的特点,提出了相应的电压源型变流器的高压直流(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网传输拓扑结构,并设计了相应的控制策略。为验证所提方案的可行性,利用Matlab/Simulink构建了一个近海风电场的5端口VSC-HVDC并网传输系统,并进行了系列仿真。仿真结果表明,所提VSC-HVDC方案可为大规模近海风电场的并网传输提供优化的解决方案。
文摘小水电群富集的地区电网与主网的交流联络较弱时,容易引起系统低频振荡问题。用电压源换流器型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)异步联接小水电群电网与主网的方式可消除小水电群引起的低频振荡问题。但小水电群电网属于弱交流系统,此场景下VSC-HVDC有必要参与弱交流系统的电压和频率控制。该文设计了一种改善交流系统暂态稳定性的VSC-HVDC交流电压–频率协调控制策略,该策略的首要控制目标是保证VSC-HVDC设备的安全,第二控制目标是提高交流系统的电压稳定性,第三控制目标是提高交流系统的频率稳定性。设计的协调控制器结构能够确保暂态过程中多个控制目标按照优先级顺序实现。以云南电网的实例分析表明:VSC-HVDC异步联网方案能够有效提高系统的小扰动稳定性水平;VSC-HVDC交流电压–频率协调控制策略能够改善交流系统的暂态稳定性。
文摘为提高风电场交直流混合输电并网的系统性能,提出一种更加灵活的电压源换流器高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)控制策略。对于风电场侧电压源换流器,设计了一种新的交流电压–功角控制方法。对于交直流混合输电模式,该方法通过调节风电场交流母线电压与电压源换流器输出电压间的功角来实现定有功功率控制。对于纯柔性直流输电模式,风电场交流母线电压自动被调节为具有恒幅恒频的交流电压,实现了对波动风电的同步输送。该方法中输电模式的变化无需切换控制;另外,通过附加电流高通滤波器增强了对系统谐振的阻尼作用。对电网侧电压源换流器,采用一种新的直接电流矢量控制,使直流电压稳定在参考值上。运用PSCAD/EMTDC仿真软件对分别接入笼型感应发电机(squirrel cage induction generator,SCIG)风电场和双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)风电场的交直流混合输电系统建模仿真。一系列运行条件下的仿真结果验证了控制方法的有效性与可行性。
