摘要：为保证LCL滤波器性能、提高LCL滤波器参数设计效率,基于电压源型换流器(VSC)的序分量动态相量(DPSCs)谐波分析模型,提出了一种LCL滤波器参数的确定性设计方法。该方法对换流器侧电感、滤波电容和网侧电感分别进行计算。换流器侧电感由功率约束和电流动态跟踪约束确定,并选取其下限值作为设计值;滤波电容由无功功率约束确定;通过谐波分析模型定量计算VSC各次谐波分量,并以IEEE 1547标准规定的并网谐波电流畸变率为约束条件,计算出网侧电感值,最后通过稳定性分析和仿真与实验验证滤波器参数设计的有效性。实验结果表明,所设计的LCL滤波器使得开关频率附近的谐波电流减少至0.02 A,高次谐波电流含有率约为0.23%。所提出的LCL滤波器确定性设计方法能有效提高LCL滤波器参数设计效率,减少了参数设计过程中的反复试凑和复杂的优化算法。

摘要：含电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的多端直流配电系统集成度高,电力电子装置数量较多,这导致系统小信号模型的阶数较高,从而增加了系统稳定性分析及全局控制器设计的难度。鉴于此,提出了一种新型的多端直流(multi terminal DC,MTDC)系统降阶小信号模型。首先,文章对VSC进行了参与因子分析,辨识了与直流电压主导运动模态呈高相关性的状态变量。以此为基础,基于瞬时功率理论推导出一种新型VSC降阶模型。基于该模型,文章建立了多端直流配电系统的降阶小信号模型。最后,文章将所建立的多端直流配电系统降阶模型与传统降阶模型及电磁暂态模型进行了对比分析。结果表明:相对于传统的降阶小信号模型而言,文中所提出的系统模型能够更精确地评估系统的稳定性。

摘要：基于电压源型换流器的直流配电系统发生故障时,故障电流具有速度快、峰值大的特点,对保护速动性与可靠性要求高。针对典型环状直流配电系统,研究了保护正、反方向发生故障时的差异特征。在此基础上,提取直流侧并联电容电压与线路电流在保护正、反方向发生故障时的相关性特征,提出并设计了一种直流线路快速方向保护新原理。该原理具有动作速度快、选择性高、抗过渡电阻能力较强等特点。在PSCAD中搭建了四端环状直流配电系统,大量仿真算例验证了所提保护原理的可行性与优越性。

摘要：随着分布式能源、直流负荷、变频负荷及电压敏感负荷的快速发展,直流微网将在未来电网中得到广泛应用。现阶段直流微网的接地设计尚无统一规范,国内各示范工程采用的接地方式也各有所异。本文针对基于两电平电压源型换流器的直流微网,从交直流侧谐波的角度分析了各种接地方式的利弊,推荐交流侧采用换流器LCL滤波器的滤波电容中性点接地方式,直流侧采用直流电容中性点接地方式。实际工程中接地方式的选取需考虑多个方面的因素,因此本文结论不可作为直流微网接地设计的评判标准,但可为设计人员提供参考。

摘要：在原理上，永磁同步发电机（PMSG）是一种鲁棒性好、低维护、高能效的发电机。然而，由于其固有的转动惯量小并且缺少励磁控制，在接入电网时任何引起电压骤降的故障都可能使PMSG失去同步和断开与电网的连接。许多独立系统运行机构（ISO）有低电压穿越能力（LVRT）要求，以保证在输电系统电压降落之后发电机能保持同步。LVRT要求通常由特定的电压和一段时间来界定。为了满足LVRTgg求，PMSG需要外部稳定性控制器。本文研究了一个由40x25MWj＇X磁同步发电机组成的水电厂接入电网的情况。笔者提出本文的特定应用均与PMSG的并网有关。以提高稳定性为目的进行了综合设计研究。首先通过系统动态分析对PMSG参数进行优化设计，如转动惯量，发电机电抗和时间常数。然后分析和评价了基于各种电压源型换流器技术的稳定性控制器，这种技术是用来弥补励磁的不足。最后，提出了关于并网的改进概念，以使PMSG满足ISO要求。

摘要：柔性直流输电技术具有控制灵活性高、无换相失败问题和动态无功支撑能力强等突出优点,已广泛应用于点对点输电、背靠背联网和构建直流电网等场景。柔性直流换流阀通过功率器件的频繁开断来实现交、直流的电能转换,是柔性直流输电工程的核心设备。首先,结合工程实践经验,系统梳理并提出了不同应用场景下柔性直流换流阀的关键设计要求,对比分析了柔性直流输电工程中常用的功率器件及柔性直流换流阀拓扑,展望了柔性直流换流阀的发展趋势。此外,针对2种典型的未来应用场景,对比了不同的技术方案,可为柔性直流输电技术应用于高压大容量远距离输电场景提供有益借鉴。

摘要：随着新能源的不断发展和电力电子技术的广泛应用,交直流互联配电网技术成为未来配电网的发展方向。合理有效的交直流互联配电网调度策略可以提高新能源消纳比例,降低运行成本。文中建立了一种以设备运行维护成本、储能系统运行成本、交直流双向换流器损耗成本以及配电网与大电网之间购售电成本最小的交直流互联配电网经济调度模型。在满足配电网系统安全运行的约束条件下,为了有效求解该模型,设计一种增强型鲸鱼优化算法,对限定对数螺旋形状的常数b值进行动态更新,提高了算法的精度并加快了其全局收敛。最后进行仿真计算,验证所构建模型的正确性以及算法的优势。结果表明,所提算法的收敛速度更快,全局收敛能力更强,并且有效降低了系统的运行经济成本。

摘要：故障期间,新能源机组中电力电子设备容易出现过电流导致机组脱网运行,严重影响系统的安全稳定。针对上述问题,提出了一种基于虚拟电抗的主动支撑型新能源机组低电压穿越控制方法。首先,在传统电压源型换流器(voltage source converter,VSC)控制策略的基础上引入了一阶暂态电压方程,构建了dq坐标系下的主动支撑型新能源机组控制策略,有效提升了机组的无功电压支撑能力;然后,建立了主动支撑控制策略下的虚拟电抗控制模型,完成了虚拟电抗触发开关系数和虚拟电抗-并网点电压拟合曲线的参数设计,并利用所求参数确定了虚拟电抗的投切大小与时间,限制了短路电流,实现了机组的低电压穿越;最后,在仿真软件中搭建了两机系统,对比了不同电压跌落程度下不同控制策略的无功支撑能力,验证了所提方法的有效性和优越性。

摘要：在高比例电力电子设备的新型电力系统中,现有保护元件的适用性下降,需要从电压源型换流器的控制策略出发,研究提升保护元件故障辨识能力的方法。文中以新能源汇集经柔性直流线路送出的受端换流器为研究对象,分析典型保护元件在电力电子设备接入电网情况下的适应性问题,设计附加控制策略重构换流器虚拟故障分量阻抗特性,分别提出虚拟负序阻抗控制和正序故障分量相位控制策略。实时数字仿真(RTDS)结果表明,方向元件和选相元件的灵敏性和可靠性得到提升,所提策略能够为保护元件故障辨识提供有效支撑。

摘要：功率传输极限作为评估新能源并网系统输送功率能力的重要指标,其受到诸多因素的影响,并在一定程度上制约了新能源系统的发电水平。本文首先推导出新能源并网系统的功率传输极限分析模型,并指出当换流器处于单位功率因数控制下时,其功率传输极限仅为输电线路功率传输极限的一半。其次,提出了一种在公共连接点处配置无功补偿装置的方法以提高并网换流器功率传输能力。然后,研究了含无功补偿装置的新能源并网系统的功率传输极限以及静态稳定边界。最后,提出提升功率传输极限的无功控制规律并通过仿真验证其正确性。