摘要：基于虚拟同步发电机的模块化多电平变流器(MMC)控制策略参数设计复杂,响应速度缓慢。提出一种适用于弱交流系统的基于MMC的柔性高压直流输电(MMC-HVDC)模型预测控制策略,采用电压预测滚动优化和参考轨迹柔化技术,提高模型预测控制精度,降低器件开关频率并改善系统暂态响应性能。同时,通过在外环控制引入有功调频、无功调压控制,在内环控制引入直接电压预测控制,使得MMC能够有效参与受端电网频率调节,并保持有功、无功解耦控制。最后,通过MATLAB/Simulink平台进行仿真验证,仿真结果表明所提控制策略可以有效改善输出电能质量,降低开关频率,减小开关损耗,提高暂态响应速度,为弱交流系统提供更好的频率支撑特性。

摘要：基于中国太阳能的实际分布情况,大规模光伏电站往往接入短路容量较低且背景谐波含量较高的弱交流送端系统。光伏的大规模并网对末端电网阻尼特性产生显著影响的同时也为低频振荡的抑制提供了新途径。在此背景下,基于四机两区域系统建立送端电网接入大容量光伏的电磁暂态仿真模型,并利用TLS-ESPRIT算法辨识系统低频振荡特性。此外,分别针对光伏逆变器与SVG控制环节,提出利用带观测器的线性二次型最优控制方法在其各自控制回路设计附加阻尼控制器,实现对局部和全局低频振荡的协调控制。仿真结果表明,所提控制策略具有明显抑制效果,且能在一定程度内增大送端系统功率传输能力。

摘要：近年来国内建设的常规直流输电工程主要联于交流系统较强的陆上主网,联于海岛弱交流系统的常规直流输电工程设计和建设经验较少。相比于陆上交流电网,海岛交流电网的规模小、强度低,交直流相互影响也更加严重。针对直流输电系统联于海岛弱交流系统面临的频繁潮流反转、易于换相失败和交流电压波动大等问题提出了三种稳态优化控制策略,包括在线功率反转、增大γ角和抑制交流电压波动等。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建直流输电系统的仿真模型,仿真验证了所提稳态优化控制策略的有效性和可行性。

摘要：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。

摘要：当逆变侧交流系统发生故障引发换相失败时会导致送端母线出现过电压,特别是针对于弱送端交流电网,其过电压情形更加严重。提出了一种基于晶闸管全桥耗能子模块(thyristor full bridge power-consumption sub module,PCT-FBSM)的直流斩波器(DC Chopper)拓扑结构,可以有效地抑制由换相失败引发的送端暂态过电压。文中首先分析了DC Chopper抑制过电压的机理,介绍了DC Chopper子模块的6种工作模式,然后设计了子模块在不同工况下的控制策略,并提出了子模块参数的设计方法,最后在PSCAD/EMTDC环境中搭建了相应的仿真模型,对所提拓扑结构对暂态过电压的抑制效果以及系统的运行特性进行了仿真分析,仿真结果表明所提DC Chopper可以有效抑制弱送端电网的暂态过电压。

摘要：新能源发电并网系统的振荡问题是电网关注的重要研究课题,揭示振荡发生的机理并明确影响振荡的关键因素是首要研究任务。为此,建立了含静止无功发生器(static var generator,SVG)的光伏并网系统的小信号状态空间模型,通过特征值分析研究了光伏并网系统的主导振荡模式及与其强相关的动态环节,分析了交流侧系统对光伏并网系统振荡特性的影响;采用频率扫描法从电路谐振角度对光伏并网系统次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)现象进行了解释,并通过时域仿真验证了特征模式分析结果的正确性。研究结果表明:含SVG的光伏并网系统存在一个主导SSO模式,光伏电站并网变流器的控制参数对该模式的稳定性具有重要影响;此外,SVG与光伏发电系统之间也存在相互控制作用,需要合理设计二者的控制参数,以提高系统整体的稳定性。研究内容可为光伏并网系统的运行和控制设计提供指导。

摘要：拉萨换流站弱系统连接导致所用的无功补偿设备容量较小,数量较多,引起投资增加,为此,建立了带有静止无功补偿器(SVC)的青海—西藏(青藏)交直流工程PSCAD仿真模型,仿真各种直流运行方式、各水平年下不同容量无功设备投切引起的电压波动,以寻找满足要求的无功补偿分组设置。通过大量的仿真,确定了该期无功设备分组容量及远期分组容量,同时得到以下结论:直流系统带有SVC,不但可以使无功设备容量大幅增加,而且能够满足无功补偿投切引起的电压波动要求。最后,通过PSCAD仿真确定了SVC的控制策略。将所得研究结果应用于青藏直流工程,由于安装了SVC,无功分组的容量由每组25 MVA提高到45 MVA,在投切滤波器时,换流母线的暂稳态电压波动也满足无功导则的要求,表明制定的SVC控制策略提高了工程运行的可靠性和安全性。工程实际运行情况证明了研究结果的正确性和可行性,对今后直流工程的设计和研究具有较大的参考价值。

摘要：特高压直流输电在电网中的应用越来越广泛,送端电网与受端电网间采用多回直流相连,在一回直流故障时,通过提升其他直流实现功率紧急支援。在受端电网相对较弱的情况下,当需要大幅紧急提升直流功率时,如逆变侧采用传统修正的定熄弧角控制,会出现换相失败的情况。为此,分析了产生换相失败的原因及交流系统强度和提升量对换相失败的影响,并在现有逆变侧控制策略的基础上,提出一种预防换相失败的控制器,通过引入熄弧角测量值,实现熄弧角闭环控制,从而保证换相裕度,避免换相失败。在实时数字仿真系统(RTDS)中进行了试验验证,结果表明,所提策略可解决特高压直流大幅提升功率时的换相失败问题。

摘要：在高压直流输电工程中,当逆变站的交流母线连接到弱交流电网时,在运行过程中更容易发生换相失败故障,严重影响电网安全运行。改进高压直流输电控制,从而减少换相失败发生的可能性并提高系统故障恢复能力成为目前这类高压直流输电工程的迫切要求。本文提出了一种用于减少换相失败持续时间的直流附加控制策略,将直流电流变化量与熄弧角变化量的关系设计成PI控制器,通过增大故障期间直流电流的变化率,增大熄弧角,从而减少换相失败的持续时间,同时提高直流系统故障后的恢复速度。结合实际工程使用PSCAD进行了建模仿真,验证了所提控制策略的有效性。

摘要：在嵊泗弱交流系统的条件下 ,合理配置逆变站的静态无功与动态无功的容量 ,用于设计交流滤波器和选用合适容量的调相机 ,提高系统的稳定水平 ,同时消除3次谐波谐振和提供合格的供电质量。