风电系统实现LVRT的电网电压跌落检测方法

新的电力系统运行导则要求风电机组具有低电压穿越能力,电网电压跌落故障的快速准确检测是实现风电系统安全运行及LVRT功能的重要前提条件.详细介绍和讨论了几种常规检测方法和改进的坐标变换检测方法的工作原理及其优缺点,分别进行了仿真比较,并对适用于三相对称电压跌落故障的dq变换法进行了实验研究.仿真及实验结果表明,常规检测算法中峰值电压法、有效值计算法响应速度较慢;改进的坐标变换法响应速度较快,需要优化控制以提高准确度;适用于三相对称跌落故障的dq变换法,响应速度快,准确度高,可以较好地满足风电系统中三相对称电压跌落故障检测的需要.     

直驱式变速恒频风力发电系统低电压穿越研究

新的电网规则要求风力发电机组须具有低电压穿越能力,并在电压跌落时向系统提供一定的无功补偿。直驱式风电系统通过增加Crowbar保护电路,可以极大地提高其低电压穿越能力。文章分析了直驱式风电系统常用的Crowbar保护电路模式,讨论了其工作原理和实现方法,重点论述了直流侧卸荷电阻式Crowbar电路的低电压穿越策略,并对其进行了仿真分析。仿真结果表明,直流侧卸荷电阻式低电压穿越方案成本较低、可靠性较高。     

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法

风力发电机组通过背靠背变流器与电网相连接,电压发生不对称故障时直流侧电压将发生大幅波动,而要消除这方面的影响,关键在于对网侧电流的控制。针对电网电压不对称故障下风电机组的表现,文章提出了一种适用于该情况下的网侧变流器的控制策略,以实现风电机组的低电压穿越。对发生不对称故障时网侧变流器的状态进行分析,得出其控制指令,使用Matlab/Simulink建立仿真模型,给出A相电压发生50%跌落下的仿真结果,验证了该控制策略的可行性。     

新能源发电系统低电压穿越测试用试验电网数学建模

在新能源发电系统低电压穿越（LVRT）测试时,需要研究试验电网的各种电压跌落故障特性及其对新能源发电系统的影响,因此需对试验电网数学建模并进行相关研究。文章在研究试验电网接线原理基础上,对试验电网数学模型进行了推导：并设计了电压跌落发生器的控制策略。仿真与试验结果验证了该数学模型的正确性和精确性。     

全功率变流器风电机组低电压穿越控制策略研究

基于2.5 MW永磁同步风电机组系统结构及低电压穿越(LVRT)要求,对实现全功率变流器LVRT功能的控制策略进行了研究。针对电网正常及故障工况,详细阐述了电网电压幅值的快速检测算法和基于正序分量提取的锁相环设计,分析并设计了输出三相电流对称控制目标下直流电压、斩波回路、有功电流及无功电流的控制算法。dSPACE半实物仿真及实际试验结果表明,应用该控制策略能达到预期目标,不仅满足了全功率变流器风电机组LVRT运行的要求,而且还保证了并网电流品质,并具有高电压穿越(HVRT)功能。     

变速恒频风电系统应对电网故障的保护电路分析

新的电网规则要求风力发电系统具有低电压穿越能力，基于双馈感应发电机的双馈型风电系统和基于永磁同步发电机的直驱型系统作为主流变速恒频风能变换系统，增加保护电路后，可以极大地提高其故障穿越能力。基于国内外对变速恒频风电系统保护电路的分析和总结，对各种类型的保护电路进行了分类，对其工作原理和实现方法进行了详细说明，并讨论了各自的优缺点。增加保护电路可以使变速恒频风电系统在电网故障发生时，保持与电网的连接，当故障消除后，快速恢复正常运行，从而极大地提高风电系统的可用型、可靠性和市场竞争力。     

适用于电机变速驱动的VSRT电路拓扑分析

电网电压跌落对电机变速驱动设备的影响很大,会使调速装置退出运行,造成生产的中断和经济损失.传统上在输入侧加装动态电压恢复器(DVR)或UPS等设备,但成本很高,因此,对变速驱动器拓扑进行调整,使其具有低电压穿越能力,成为应对电网故障较好的选择.在对国内外变速驱动系统VSRT电路研究总结的基础上,对已有的VSRT电路拓扑进行了分析,说明了各种方法的工作原理,并比较了各自的优缺点.分析表明,蓄电池和超级电容是能量存储的优选设备,使用Boost变换器的拓扑,实现简单,可以较好地提高系统性能和增强VSRT功能.     

双馈风电变流器低电压穿越下Crowbar电阻的优化设计

随着风电场大规模接入电网,新的并网规范要求风力发电机组必须具有低电压穿越能力。双馈型异步发电机(DFIG)采用转子侧并联Crowbar电阻的方式限制电压跌落时转子产生的过电流,从而实现DFIG的低电压穿越运行。文章在推导了电网电压跌落下DFIG定转子电流数学模型的基础上,分析了Crowbar电阻对DFIG运行性能的影响,完成了Crowbar电阻的优化设计,以实现DFIG在电网电压跌落下的穿越运行。最后针对1.65 MWDFIG风电机组,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

光伏并网逆变器零电压穿越控制策略的研究

针对光伏电站电网故障时突然脱网的不利影响,设计了一种光伏逆变器零电压穿越控制策略。采用基于电网电压正序分量的快速锁相技术,并根据电网电压的跌落深度给予并网点电压一定的无功支撑,实现了电网瞬时脱网情况下的不间断运行。250kW半实物仿真实验结果验证了该技术方案的有效性和可靠性。     

电压源三相四开关逆变器调制策略简

电压源三相四开关逆变器作为一种故障容错拓扑结构,其负载一相端点接至直流母线中点,利用2个桥臂完成对三相负载线电压的调制。然而在这种拓扑结构下,连接直流母线中点的相电流势必流经上下2只电容,造成电容电压波动。为了尽可能消除由于电容电压波动对调制输出电压造成的影响,文章从输出电压频谱入手分析了造成影响的原因,并且提出了一种新的调制策略来抵消这种波动所造成的影响。调制方案物理概念清晰,计算简单、方便、可靠,仿真和实验结果验证了分析的正确性和方案的可行性。     

基于PWM整流器无功调节技术的新型光伏模拟器

介绍了一种采用三相电压型PWM整流技术的光伏电池阵列模拟器。通常PWM整流器工作于单位功率因数,因而电网电压限制了直流电压的输出范围。文章通过电网提供无功电流,实现模拟器低压区间的输出,详细分析了无功电流的取值范围,提出了最佳的无功电流选取方法。实验采用一台输出端连接三相电阻的变流器,dSPACE软件控制该变流器实现逆变,以模拟直流可调负载,通过改变负载的功率使模拟器工作在I-V曲线的不同位置,并用ControlDesk监测到了模拟器在不同光照强度下的I-V和P-V特性曲线。实验证明了该模拟器能够输出不同光照强度下的I-V曲线,且具有较宽电压输出范围。     

三相电流平衡控制装置在铁路动车所中的应用

为提升动车组检修效率,提出一种基于三相电流动态平衡控制的动车所地面电源装置,用于向动车组提供地面检修供电,以替代传统的交-直-交电源。通过分析交-直-交电源在使用中存在的缺陷,以及造成这些缺陷的原因,提出使用三相负载电流的动态平衡调节技术使其达到平衡状态,避免单相负载对动力变压器及上级配电系统的影响,使负序电流不能进入高压电网,使动力变压器三相负载电流的动态平衡,并讨论以三相电流动态平衡装置为核心的动车运用所地面电源系统的设计。在动车运用所使用该技术可以简化低压配电设计,降低建设投资,统一不同用电制式动车组的供电设计。通过对样机的测试,证实该技术能消除单相用电制式动车组所产生的负序电流。     

铁路牵引系统中的负序计算和仿真

讨论了采用三相Yd11接线牵引变压器的铁路牵引系统中的负序电流、负序电压和不平衡度的计算方法,实现了对牵引系统潮流分析和负序计算的仿真软件的开发,并给出了几组仿真结果.利用该软件可以对某一特定线路上,在某一种机车运行策略下,牵引系统的负序进行仿真和分析,从而可以为牵引系统的设计提供依据.     

三相三电平PWM整流新技术

三相三电平PWM整流电源具有输出直流电压稳定、功率器件承受压力小、交流侧电流波形正弦度好和功率因数高等特点,其在中、高压交流调速、电力系统等领域的应用越来越广泛。文章从拓扑结构、数学模型和控制方法几方面介绍了三相三电平整流电源的国际国内新技术,重点讨论了三相二极管箝位三电平PWM整流电源的中点电位平衡策略。     

Scott接线平衡变压器数学模型与阻抗匹配的实验验证

从磁势平衡方程、绕组接线方程和电压传递方程出发分析Scott接线平衡变压器的运行特性,阐明为使Scott接线变压器三相-两相平衡变换性能达到理想状态应满足的设计条件;推导出用绕组间短路阻抗表达的阻抗匹配关系式;试制了一台50 kVA小容量模型,实际测试结果验证了相关分析的正确性。讨论了Scott接线变压器的励磁电流特性;给出Scott接线变压器的二次侧两相端口电压输出方程、两相等值电路和相坐标下的节点导纳矩阵,以便同电力系统和牵引网接口进行有关问题的分析计算。     

京津城际客运专线10 kV供电系统运行特性数值仿真

研究目的:针对京津城际客运专线10 kV电力电缆供电系统,利用ATP-EMTP建立仿真模型,计算线路电压升高、线路容性无功电流补偿及功率因数,合、分闸空载线路和投切电抗器时产生的操作过电压及电抗器涌流,以及单相接地和三相短路工况过电压、短路电流和故障清除转移过电压。研究结果:线路末端电压升高不超过1%,各种过电压均低于设备耐受水平,过电流均未超出设备承受能力,线路电抗器可明显改善线路容性无功电流分布,不会发生谐振。供电系统的稳态运行和暂态过程满足工程要求。     

准比例谐振控制算法在三相逆变电源中的应用研究

非线性负载会在三相车载逆变电源系统中引入谐波,损伤用电设备。为了降低逆变电源输出电压谐波含量,文章研究了基于准比例谐振控制算法的谐波抑制方法 ,主要抑制电源输出的5次和7次谐波。通过仿真模型和实物试验,测试了传统瞬时控制方法和准比例谐振控制方法的差别。结果表明,准比例谐振控制方法既能消除输出电压中的特定次谐波,又可满足系统动态响应性能和稳态精度要求,具有良好的谐波抑制效果。     

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。