基于涉网变流器开展电能质量问题治理可以有效利用变流器的剩余容量,提高治理效益,但其往往只考虑跟网型(grid-following,GFL)控制,未能充分发挥多种类变流器的调控潜力。文中基于GFL和构网型(grid-forming,GFM)涉网变流器并联系统,提...基于涉网变流器开展电能质量问题治理可以有效利用变流器的剩余容量,提高治理效益,但其往往只考虑跟网型(grid-following,GFL)控制,未能充分发挥多种类变流器的调控潜力。文中基于GFL和构网型(grid-forming,GFM)涉网变流器并联系统,提出谐波补偿、电压跌落抑制等协同控制策略。首先,介绍涉网变流器的基本控制原理及数学模型。其次,针对并联系统公共耦合点(point of common coupling,PCC)的谐波补偿问题,提出谐波分次补偿方法,增强谐波补偿的灵活性,实现谐波电流在不同容量变流单元间的合理分摊。针对PCC电压跌落问题,将并联系统状态总结为正常运行、仅GFL变流单元参与电压支撑、GFL和GFM变流单元共同支撑3种工况。经补偿容量计算和无功功率分配,PCC电压可始终保持在额定电压附近。最后,通过仿真验证所提策略的可行性与优越性。展开更多
柔性直流输电已成为远距离、大容量新能源送出的友好解决方案。将构网控制技术应用于柔直换流器,可使其在适应弱电网接入的同时为电网提供有功与无功支撑。针对构网型柔直换流器在电网电压跌落工况下存在的过流风险,提出一种基于控制模...柔性直流输电已成为远距离、大容量新能源送出的友好解决方案。将构网控制技术应用于柔直换流器,可使其在适应弱电网接入的同时为电网提供有功与无功支撑。针对构网型柔直换流器在电网电压跌落工况下存在的过流风险,提出一种基于控制模式实时动态切换的故障限流方法。首先,设计了海上风电柔直送出系统受端换流器的构网控制策略;通过分析构网控制与跟网控制切换过程的动态特性,揭示两种控制模式切换扰动的产生机理,明确降低扰动需解决的关键问题,并提出相应的扰动抑制方法。最后,基于实时数字仿真器(Real-time digital simulation,RTDS)、工程用柔直控制保护装置与风机变流器构建硬件在环实验平台。实验结果表明,应用所提方法在电网电压跌落时可快速、可靠地限制故障电流,同时实现对电网提供无功支撑。展开更多
跟网型逆变器作为电流源型变换器,在电网强度、负载变化和电网波动的扰动下,其输出电流会发生波动,进而通过电网阻抗引发公共耦合点电压振荡。构网型逆变器作为电压源型变换器,可用于模拟同步发电机调节电压且无须依赖锁相环,在弱电网...跟网型逆变器作为电流源型变换器,在电网强度、负载变化和电网波动的扰动下,其输出电流会发生波动,进而通过电网阻抗引发公共耦合点电压振荡。构网型逆变器作为电压源型变换器,可用于模拟同步发电机调节电压且无须依赖锁相环,在弱电网中表现出更强鲁棒性。针对跟网型逆变器在弱电网运行时存在的稳定性问题及传统改进策略在控制稳定性和参数设计上的局限性,提出基于线性自抗扰控制(Linear active disturbance rejection control,LADRC)的构网型逆变器电压协调控制方法,通过扩张状态观测器补偿公共耦合点扰动,降低跟网型逆变器电压对电流的敏感性。与传统控制相比,用该方法可显著降低构网型逆变器输出阻抗、减小非无源区域、提高电压调节性能及弱电网下稳定性。仿真结果验证了所提策略的有效性。展开更多
针对不同类型电网互联时互联电力变换器IPC(interconnecting power converter)控制模式复杂、控制难度大等问题,提出一种用于互联多个高压直流和高压交流子电网的IPC新型电网形成GFM(grid-forming)控制方法。该方法利用模块化多电平变换...针对不同类型电网互联时互联电力变换器IPC(interconnecting power converter)控制模式复杂、控制难度大等问题,提出一种用于互联多个高压直流和高压交流子电网的IPC新型电网形成GFM(grid-forming)控制方法。该方法利用模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)同时控制其AC和DC端电压,并提出2个双端口GFM MMC控制策略。针对单端口GFM控制和所提双端口GFM控制进行仿真对比,结果表明,与单端口GFM控制相比,双端口GFM控制方法对突发事件(如线路和发电机停运等)的处理更具弹性,且不需为电网中的IPC端口选择GFM或电网跟随GFL(grid-following)的控制方式。展开更多
文摘基于涉网变流器开展电能质量问题治理可以有效利用变流器的剩余容量,提高治理效益,但其往往只考虑跟网型(grid-following,GFL)控制,未能充分发挥多种类变流器的调控潜力。文中基于GFL和构网型(grid-forming,GFM)涉网变流器并联系统,提出谐波补偿、电压跌落抑制等协同控制策略。首先,介绍涉网变流器的基本控制原理及数学模型。其次,针对并联系统公共耦合点(point of common coupling,PCC)的谐波补偿问题,提出谐波分次补偿方法,增强谐波补偿的灵活性,实现谐波电流在不同容量变流单元间的合理分摊。针对PCC电压跌落问题,将并联系统状态总结为正常运行、仅GFL变流单元参与电压支撑、GFL和GFM变流单元共同支撑3种工况。经补偿容量计算和无功功率分配,PCC电压可始终保持在额定电压附近。最后,通过仿真验证所提策略的可行性与优越性。
文摘柔性直流输电已成为远距离、大容量新能源送出的友好解决方案。将构网控制技术应用于柔直换流器,可使其在适应弱电网接入的同时为电网提供有功与无功支撑。针对构网型柔直换流器在电网电压跌落工况下存在的过流风险,提出一种基于控制模式实时动态切换的故障限流方法。首先,设计了海上风电柔直送出系统受端换流器的构网控制策略;通过分析构网控制与跟网控制切换过程的动态特性,揭示两种控制模式切换扰动的产生机理,明确降低扰动需解决的关键问题,并提出相应的扰动抑制方法。最后,基于实时数字仿真器(Real-time digital simulation,RTDS)、工程用柔直控制保护装置与风机变流器构建硬件在环实验平台。实验结果表明,应用所提方法在电网电压跌落时可快速、可靠地限制故障电流,同时实现对电网提供无功支撑。
文摘跟网型逆变器作为电流源型变换器,在电网强度、负载变化和电网波动的扰动下,其输出电流会发生波动,进而通过电网阻抗引发公共耦合点电压振荡。构网型逆变器作为电压源型变换器,可用于模拟同步发电机调节电压且无须依赖锁相环,在弱电网中表现出更强鲁棒性。针对跟网型逆变器在弱电网运行时存在的稳定性问题及传统改进策略在控制稳定性和参数设计上的局限性,提出基于线性自抗扰控制(Linear active disturbance rejection control,LADRC)的构网型逆变器电压协调控制方法,通过扩张状态观测器补偿公共耦合点扰动,降低跟网型逆变器电压对电流的敏感性。与传统控制相比,用该方法可显著降低构网型逆变器输出阻抗、减小非无源区域、提高电压调节性能及弱电网下稳定性。仿真结果验证了所提策略的有效性。
