全控型电力电子开关器件的发展促使基于电压源型换流器的柔性直流技术日益成熟,以此为核心技术的未来直流电网将以直流形式互联组成电能传输系统,实现新能源的平滑接入、有功无功的独立控制、全局功率的调节互济等。中国在柔性直流电网领域已取得大量阶段性理论和应用成果,近年来先后在上海南汇、浙江舟山、广东南澳、福建厦门,以及云南鲁西等地...
多端柔性直流电网直流故障后故障电流快速上升、无自然过零点等特点使得直流线路保护和故障处理技术成为柔性直流电网发展的关键技术难点。理论分析了多端柔性直流电网线路保护的特殊性,借鉴传统直流输电线路保护原理和点对点式柔性直流输电线路保护原理的研究现状,对多端柔性直流电网线路保护的发展方向进行了探讨。同时,全面分析了各类直流故...
基于柔性直流输电的直流电网技术,是大规模清洁能源接入电网的有效手段,直流电网快速线路保护是其面临的重要技术挑战之一。以国内计划建设的张北直流电网工程为背景,提出了一套适用于全网配置直流断路器、采用架空线输电的对称双极直流电网线路快速保护方案。保护仅利用单端信息进行故障判别,且保护数据窗短,满足速动性的要求;保护采用电压梯度...
模块化多电平换流器（MMC）发生子模块故障后,由于桥臂子模块数目的改变,将使故障相的相电压输出能力发生改变,导致三相输出不对称。针对MMC子模块故障下容错控制问题,以保证子模块故障后线电压平衡为控制目标,提出了一种MMC中性点移位控制（NPSC）容错控制策略。其通过修正故障后各相调制波控制中性点在故障相的相电压矢量方向上进行移位,在完...
结合厦门柔性直流输电示范工程,对柔性直流控制保护系统方案及其工程应用进行了研究,包括控制保护系统的分层结构、极控制系统的基本控制策略、控制系统结构、极控制系统与阀控制系统间的接口特性,以及直流保护系统功能的配置情况。为了验证极控制系统、阀控制系统及换流阀之间工作的正确性,防止首次有源解锁出现大电流损坏换流阀,针对真双极拓...
模块化多电平换流器在静态直流充电时存在电容电压两极分化的问题,部分子模块甚至因电压跌落导致反复启动。先通过引入取能电源等效阻抗动态参数改进子模块等效模型,然后根据改进后模型仿真分析了电容电压两极分化的机理,最后在仿真基础上提出了静态直流充电耐受时间定值整定方法,通过优化保护定值降低电容电压两极分化程度。依托厦门柔性直流输...
基于带死区的直流电压下垂控制,提出一种适用于柔性直流输电网的新型直流电压下垂控制策略,可保障直流与交流系统交换功率的平衡。提出的新型直流电压下垂控制方法首先将各换流站分为4组,之后通过对各换流站组设定不同的电压裕度和死区来设定参与协调控制的不同优先等级,最后提出改进的＂功率—电压＂特性曲线来确保各换流站在暂态下具备良好的...
随着柔性直流输电技术的不断发展与成熟,多个换流站并联组成的多端柔性直流输电系统成为必然趋势,而换流站数量的不断增多,对多端控制策略提出了更大的挑战。在此背景下,文中提出了一种适应于多端柔性直流输电系统的通用控制策略,其通过权衡系数实现了定直流电压控制与定有功功率控制的灵活切换,通过合理选择权衡系数的计算函数可模拟传统的多端...
提出了一种适用于采用双馈机型的海上风电场与柔直输电系统的新型协调控制策略。接入风电场的送端换流站采用基于锁相环的定功率控制,根据风电场的有功参考值控制其有功功率输入,并且在送端换流站的有功功率控制外环中加入有功功率与直流电压平方的下垂特性来加强直流电压暂态稳定性;双馈风电机组采用同步控制,调节海上风电场交流电网的电压幅值...
随着中国特高压直流的广泛应用,多馈入直流集中落入受端负荷中心将成为未来中国电网发展所面临的重要问题。特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统电压支撑能力,已经列入国家电网规划。分层接入的特高压直流输电在电路结构上发生了变化,在阀组电压平衡控制、阀组退出后直流功率控制、逆变侧最大触发延迟角控制和无功功率控制等方面需...
确定合理的直流馈入容量极限值对于保证受端电网安全稳定运行具有重要意义。以奈奎斯特判据为理论基础,提出了基于阻抗分析法的并网柔性直流输电系统馈入容量极限值计算方法。该方法不需要对变流器内部进行分析,只根据变流器的输出阻抗和电网阻抗的比值即可进行计算,使这种方法更加简捷。通过在IEEE 39节点系统上进行仿真分析,验证了所提方法的...
含柔性直流的大电网潮流计算是深入研究柔性直流运行特性的基础。潮流算法主要包括交直流联立求解算法和交直流交替求解算法两类。前者无法利用已有的交流计算程序,扩展性差;后者存在收敛性差、有交替误差等缺点。基于接口修正方程技术,构建了含柔性直流的大电网解耦潮流算法。通过把换流器交流侧和直流侧的节点分裂开,形成换流器、交流网络和直...
直流潮流控制器可提高线路潮流的可控性,针对多点电压下垂控制的直流电网,提出了一种电压型直流潮流控制器的优化配置及变比计算方法。建立了含潮流控制器的直流电网数学模型,采用灵敏度方法研究控制器对网络潮流分布的影响,从整个电网的角度得到直流潮流控制器最佳配置位置。针对加权潮流熵无法突出反映线路过负荷的情况,提出直流电网改进加权...
模块化多电平换流器（MMC）因其独特的优势已在世界范围内取得广泛的应用。MMC实时仿真平台可以对控制系统进行测试,对实际工程具有重要的意义。文中开发了一种基于RT-LAB的高效MMC实时仿真模型,在MATLAB/Simulink中搭建21电平双端系统,在稳态、交直流暂态工况下与详细模型进行对比测试,验证了该MMC实时仿真等效模型的正确性。相比于OPAL-RT公司...
针对功率接口引起的稳定性和精确性问题,提出了一种适用于基于模块化多电平换流器的高压直流输电（MMC-HVDC）系统数字物理混合仿真的改进阻尼阻抗接口算法。根据MMC中功率器件断态电阻通常远大于通态电阻的特性,简化了阻抗计算过程,并采用绝对稳定且精度较高的梯形积分法对子模块电容进行离散化,实现了MMC正常运行工况下阻尼阻抗接口算法阻抗的...
混合式高压直流断路器是目前处理直流电网故障较为认可的一种方式,但其存在造价昂贵、使用个数多等问题。为有效解决此类弊端,提出一种电流转移型高压直流断路器,并对其故障隔离控制时序进行了研究。电流转移型高压直流断路器借鉴了混合式高压直流断路器的关键部件和设计理念,将直流母线以及与其相连的混合式直流断路器进行了整合,以整体概念对...
提出了一种适用于模块化多电平换流器的具有直流故障自清除能力的交叉型子模块（CCSM）。该子模块由12个绝缘栅双极型晶体管、12个反并联二极管和4个电容组成,可分别输出4电平、2电平、0电平和-2电平。同等输出条件下,CCSM除了具有较高的经济性以外,还可在保证直流故障自清除能力的基础上为换流器提供更广泛的运行范围,尤其适用于电压等级高、输...
提出一种单向LC型直流—直流变换器,可用于互联两个电压等级不同的直流系统、单向地传输直流功率。该单向LC型直流—直流变换器由电压源型换流器、不控整流器,以及连接它们的LC电路构成。研究了单向LC型直流—直流变换器的拓扑设计,推导了其电感、电容设计步骤,设计了单向LC型变换器的功率控制方法,理论分析了直流故障时,故障电流幅值的大小。然...
广义继电保护远方操作,是指从变电站内外发起的涉及继电保护装置运行变更及维护的所有操作;如何确保广义继电保护远方操作的信息安全,并纳入严格的闭环业务管控,是目前迫切需要解决的重要工程问题。提出了调控中心统一签发远方操作工作票,变电站继电保护操作信息安全模块（SOMR）唯一执行的闭环监管机制。在调控中心Ⅲ区拟定的安全加密可扩展置...
针对智能电网广域测量系统（WAMS）数据的安全问题,分析了现有数据加密方案的特点。结合WAMS数据量大、实时性要求高的特点,引入Storm分布式实时计算平台进行WAMS数据的实时加密处理。设计了基于云平台的WAMS数据存储系统,并在此系统之上设计了基于Storm框架的高级加密标准（AES）算法。该算法将加密过程分为数据接入、快速并行数据加密及加密结...
负荷分解是智能电网的关键技术,对负荷预测、需求侧管理及电网安全有重要意义。传统负荷分解方法的准确率受限于负荷特征的维度、采样频率和负荷的稳定性。文中提出了基于因子隐马尔可夫模型的负荷分解方法,利用该模型对负荷进行建模,对Viterbi算法进行了扩展并求解负荷状态,进而基于整数规划实现对总负荷的最优分配。该方法对负荷数据的稳定性...
自治微网中可再生能源的随机波动特性对旋转备用容量的运行规划提出了新的要求。基于通用生成函数法（UGF）,结合马尔可夫技术建立了自治微网内各元件的多状态概率预测模型,提出了自治微网旋转备用概率预测充裕性评估方法与流程。模型综合考虑了风速、光照强度的预测不确定性,以及风机、光伏系统的随机故障特性和拓扑结构。针对UGF处理多状态会...
为了实现大量间歇式新能源的充分消纳,提出了一种含高密度分布式电源的智能配电网有功和无功资源的区域分布式协调优化算法。该方法首先建立多时间段线性锥最优潮流模型,其次利用辅助变量增广Lagrangian乘子法分裂节点以实现各区域子系统潮流的空间解耦,最后提出了基于局域重加权Lagrangian的分布式优化算法,实施全网有功和无功资源的协调优化。...
考虑含光伏发电装置、储能装置和柴油发电机组的独立微网系统,以提高微网长期运行经济性为目标,研究微网能量管理优化问题。首先对系统的随机动态特性进行建模,即针对光伏发电和负荷变化的随机特性,将微网系统的能量控制建模为半马尔可夫决策过程（SMDP）;然后采用随机动态规划算法对最优策略进行求解,得到微网在不同的光伏发电功率、负荷需求、...
对两种常用的海上风电场集电系统网络拓扑结构进行研究,从全寿命周期角度建立了其总成本模型,并提出了放射形结构拓扑复杂多变、环形结构运行方式多样条件下的集电系统运行成本与维护成本的计算方法。算例分析以一个典型的近海风电场为例,从全寿命周期成本的角度对其集电系统进行优化,结果表明在现有电气设备成本条件下,环形结构在风电场运行16...
冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。为准确评估覆冰情况下电网所面临的风险,提出了基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法。该方法根据覆冰预测系统预测得到未来数天内的输电线路覆冰厚度,根据时变结构可靠性理论建立了输电线路时变失效率模型,建立了考虑融冰装置的输电线路修复时间模型与融冰装置使用间隔时间的模型;针对传统序...
可再生能源的随机性和不确定性使得电网运行环境异常复杂,对配电网电能质量产生很大影响。为解决配电网电能质量问题,首先利用态势感知技术,在广域时空范围内,对涉及配电网电能质量变化的各类信息元素进行采集、理解与预测,准确有效地掌握电能质量变化态势;其次,在精准预测电能质量未来变化趋势基础上,通过对微电网变流器主动运行决策模式的控制...
提出一种基于阻抗约束的公共连接点（PCC）主谐波源溯源方法。根据系统侧阻抗和用户侧阻抗固有特征,结合PCC处谐波电压电流测量信息,采用相量投影法判断系统侧的主谐波源,利用严格不等式制约判断用户侧的主谐波源。对于两侧阻抗性质不同的更复杂情况,采用几何学余弦定理和严格不等式追溯主谐波源,并从谐波源幅值大小和矢量关系加以验证。利用置...
针对现有基于基波相量检测的动态监测装置和系统不能满足精确检测次（超）同步谐波的要求,提出一种能够同时检测次（超）同步谐波和基波相量的新方法,它改进了现有定间隔采样相量校正算法,通过自动频率检测、多模式滤波和相量校正方法,可在信号内包含多个非整次谐波分量的情况下,高精度检测出所有次（超）同步谐波和基波相量。给出了检测方法的...
针对当前绝缘子覆冰监测方法研究现状,提出对于复杂环境下的绝缘子覆冰识别。首先利用模板匹配在图像中实现绝缘子的定位检测,然后对图像进行预处理、图像分割、边缘提取等处理,提取出覆冰前后绝缘子边缘,根据区域像素初步判断有无覆冰,若有覆冰进一步再计算其覆冰厚度。最后利用提出的算法对模拟覆冰实验室和现场采集的输电线路图像进行分析,将...
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