柔性直流输电作为新一代直流输电技术,目前被认为是实现新能源并网和直流电网的极具潜力的输电方式,也是构建未来智能化输电网络的关键技术。柔性直流输电系统的控制是影响输电系统运行性能的关键因素之一。为此,针对柔性直流输电系统控制进行研究,首先概述了两端柔性直流输电系统接线及控制方式,着重分析了多端柔性直流输电系统的拓扑结构及其...
通过多端直流系统接入大规模风电将会降低系统惯性,使得系统频率受负载的影响变大。针对该问题,提出了一种在多端直流系统中使用的通过控制直流电压来重新分配功率以达到调节频率作用的功率协调控制策略。此外,对于使用风机惯性响应的情况,提出了一种通过检测直流电压降落的方法来检测系统频率事故的方法,避免了通信延迟和通信失败的可能性。最...
为解决直流控制系统异步运行对柔性直流输工程功率输出带来的严重影响,以厦门±320 kV柔性直流输电科技示范工程控制保护系统联调试验为背景,针对试验过程中系统无功功率突变的现象进行研究。在国际上首次发现并证明了柔直控制系统异步运行将导致工程传输功率周期性突变的问题,提出了柔直异步控制系统同步化的策略,并在工程用的阀控制系统中进行...
由于开关状态的时变特性,Super-Boost变换器是一个高阶非线性系统,交流小信号模型存在右半平面零点,为非最小相位系统。因此,采用传统的电压或电流控制方法时,控制器的设计变得十分困难。而传统的滑模控制由于存在开关频率不确定等问题,不适用于需要固定开关频率的场合中。针对这个问题,提出一种改进的基于PWM调制的滑模控制方法,首先以开关状态...
子模块故障是模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的一种常见故障类型,故障子模块被旁路后,MMC将处于桥臂不对称运行状态。为确保MMC在该状态下的稳定运行,对MMC桥臂不对称运行特性进行了详细的理论分析,提出了一套完整的子模块故障下的控制策略,包括基于电容比较的故障子模块定位方法及基于准比例谐振控制器的基频环流抑制...
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...
Z源三电平逆变器将具有独特性能的Z源拓扑和高性能的三电平逆变器相结合,能够充分发挥两者的优势。由于Z源三电平逆变器的拓扑结构相比两电平逆变器更加复杂,为了避免并网控制策略中复杂的坐标变换和解耦过程,进而提高系统效率,将准PR控制引入Z源三电平并网逆变器中。在理论分析的基础上,将准PR控制和SVPWM调制算法相结合,设计出了系统完整的控...
随着模块化多电平变流器（MMC）在高压直流输电领域应用的增多,其故障下的容错运行控制问题也显得愈来重要。针对MMC子模块故障下的容错运行问题,以平均开关状态模型为出发点,建立了适用于不同子模块故障类型下稳态特性分析的通用数学模型。基于该模型,对不同子模块故障类型下的运行特性进行了分析与总结,并针对子模块故障下容错运行的环流抑制...
针对于小型分布式发电机输入源变化范围较大的问题,提出一种3开关单级单相升压降压逆变器拓扑结构。该逆变器能够满足宽输入电压范围下的独立负载运行和并网发电运行,且具有器件最少、控制简单和效率高等优点。通过对该逆变器各个工作模式下的等效电路和数学建模进行分析,比较了断续导电模式（DCM）和连续导电模式（CCM）的区别,推导给出了DCM下...
巴西将于2018年和2019年建成投运两回±800 kV直流输电工程,该工程采用的技术路线和设计标准与国内常规特高压直流有许多不同之处,为了给国内直流工程设计者提供国外工程设计参考依据,以巴西美丽山电站送出第2回（Xingu换流站至Rio换流站）直流工程为依托,依据招标文件和巴西当地各种标准要求,采用国内外设计标准对比的方法,着重就巴西直流工程主...
基于dq解耦矢量控制原理推导和建立了统一潮流控制器（UPFC）装置控制策略和仿真模型,该模型可快速跟踪UPFC有功/无功功率调节指令,还可有效调节直流电容电压、并联侧换流器接入节点交流电压。综合采用复转矩系数法和基于PSCAD/EMTDC的时域仿真方法研究了UPFC串/并联侧变压器-换流器投入运行前后,及UPFC输送功率不同时系统的次同步谐振（SSR）特...
不当的直流电压下垂系数易造成多端柔性直流输电（VSC-MTDC）系统运行损耗增加或部分换流站满载,为此提出了1种考虑网络损耗和功率裕度的改进优化下垂控制策略。分析了影响直流网络潮流的因素,在考虑直流线路电压降的情况下,推导出了换流站间功率分配与下垂系数的关系式。提出了直流网络潮流优化计算方法,并得出了各换流站最优下垂系数。以换流...
随着多端柔性直流输电系统中换流站数量的不断增多,为了分配多个换流站的直流电压控制权,提出了一种新型的灵活裕度控制策略。其通过采集直流电压差值实时计算权衡系数,确定直流电压控制与有功功率控制所占比例;该控制策略能够实现有功功率裕度控制模式和直流电压裕度控制模式,分析了2种模式下的功率电压特性曲线;最后在MATLAB/SIMULINK中搭建了...
为满足直流电网构建中不同等级直流电压互联的需要,提出了一种基于模块化多电平（MMC）换流器的对称型DC/DC变换器拓扑。首先详细介绍了所提DC/DC变换器的电气拓扑;其次,分别针对DC/DC变换器正常运行和系统故障2种工况,分析了该拓扑的工作原理和故障特性;然后,提出了该拓扑的控制和保护策略;最后,利用MATLAB-Simulink软件仿真验证了该拓扑的工作...
为了验证厦门柔直工程±320 kV直流电缆绝缘结构和外护层设计选型是否合理,对选用的直流电缆绝缘料进行了30、50、70℃下的高场电导特性和室温、70℃下的负极性直流击穿电场强度测试,并利用有限元多场耦合软件分析±320 kV直流电缆在绝缘厚度为26.0 mm时的电场及热场分布情况,最后参照GB/T 18380.35—2008中C类成束燃烧试验方法验证电缆外护层的阻...
在介绍基于LCL电容电流反馈有源阻尼算法的电流环控制策略基础上,在αβ静止坐标系下构建了三相变流器开关周期平均数学模型。为了消除系统交变量瞬态反馈时传统PI调节器难以达到无稳态静差输出,电流内环采用比例谐振控制器以实现无静差跟踪正弦电流基波给定,外环则采用基于瞬时功率模型的准直接功率控制环。通过闭环传递函数频域响应特性深入探讨...
为保证模块化多电平变流器的安全稳定运行,定量地计算出桥臂环流幅值Id的改变对功率器件的影响,并绘制出电流电压相角差φ=0°及90°两种工况下各电气量变化曲线。结果显示可以找到环流幅值最优点（Id≠0）来有效降低流经开关器件的电流峰值、有效值、平均值及模块电压波动值。为此,利用降阶准谐振调节器设计了环流幅值控制器,MATLAB仿真及实物样机...
针对模块化多电平换流器（MMC）存在的电容电压均衡问题,从实际工程出发,采用了一种基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的并行全比较电容电压实时排序算法。基于RT-LAB在环半实物仿真平台进行了实验。结果表明,该算法实现了电容电压的排序并行处理,排序运算只需要4个时钟的运算时间,且运算时间不随桥臂子模块数量而变化,达到了实时性排序的效果。...
为构造可靠的油纸绝缘变压器等效电路模型,以便深入研究绝缘系统受潮老化状态与介质弛豫响应间的内在联系,提出了一种基于去极化电流微分谱线的扩展德拜模型等效电路参数辨识方法。首先,对去极化电流曲线进行一次微分,揭示其内部蕴含的弛豫响应信息,研究表明：去极化电流微分谱线峰值点数即为等效电路弛豫支路数;其次,理论分析去极化电流一次微...
为了研究变压器绕组振动的影响因素,建立了10 kV/400 V电力变压器的有限元模型,利用Maxwell以及ANSYS Workbench等软件的辅助,对变压器绕组在稳态运行条件下的振动特性进行了仿真计算,并将结果同实测数据进行对比验证。针对绕组轴向振动数学模型中的弹性元件—绝缘垫块开展了力学特性影响因素试验,并进行了变压器温升试验和绕组松动试验、以及大...
过电压严重危害电网的安全稳定运行。目前,许多变电站已配置了可记录过电压波形的过电压在线监测装置,从而为过电压识别提供了基础条件。快速、准确识别出过电压种类对确定过电压发生原因及在此基础上开展检修工作具有指导意义。为此,提出了一种基于阈值判断和支持向量机的电网过电压识别方法,对暂时、操作以及雷电共11种过电压进行识别。在变电...
为解决变压器故障样本不易收集导致的数据不均衡问题,提出一种基于精简集约简上取样不均衡支持向量机（SVM）变压器故障检测方法。该方法首先利用广义自回归条件异方差（GARCH）模型生成变压器特征向量,然后利用精简集约简算法对少数类边界样本进行上取样,生成人工少数类样本从而实现训练样本均衡;并将该算法同其他不均衡数据取样方法进行比较。...
针对高压开关柜内部结构复杂、绝缘距离小等特点,以微带天线为雏形设计了一种内置于高压开关柜的特高频传感器。该传感器首次以高压开关柜体作为传感器的信号参考地,使得天线与柜体一体化;并采用了Koch雪花型贴片作为天线辐射贴片,利用其呈现出的多频特性间接地拓展天线的检测频带。理论估算及仿真分析结果表明,雪花型微带天线仅在300~1 000 MHz...
为了快速准确地辨识出短路电流参数并预测可用过零点及判断故障类型,设计了三相短路电流相控开断控制系统。以现场可编程门阵列EP4CE15F17C8N为控制核心,结合AD采样、总线传输等电路,设计完成了控制系统的硬件电路。基于相控开断的原理和改进RLS算法,进行了故障初始时刻检测和短路电流的波形恢复,完成了控制系统的软件设计。通过继电保护测...
为实现对微弱放电目标的定位,提出了一种基于自适应随机共振技术检测微弱局部放电信号的方法。分别以具有不同持续时间的双指数函数和双指数衰减振荡函数模拟局部放电信号,加入强高斯噪声;利用该方法提取微弱放电信号,并通过实验验证了该方法的准确性。结果表明,在不同强度的噪声环境中,当尺度变换系数与信号采集频率的数量级相当、系统主要参数...
电压互感器在电压准确测量中起到至关重要的作用。为了更好的促进光学电压互感器的发展和应用,首先给出了光学电压互感器的研究背景与现状,然后重点介绍了基于Pockels光电效应、Kerr光电效应的光学电压互感器的互感机理和测量方法,并对光学电压互感器的结构特点进行了分析。最后,总结了目前光学电压互感器在应用方面存在的问题。在此基础上,针对...
为了更加有效地诊断变压器绕组变形,基于扫频阻抗（SFI）法的理论基础,在实验室内构建了一套绕组变形测试系统。以特制单相双绕组变压器为例,引入相关系数（CC）和短路阻抗（SCI）偏差作为判据,对正常和发生短路故障及翘曲故障的变压器进行了测量,并理论分析了故障后扫频阻抗曲线的变化情况。结果表明：扫频阻抗系统具有较高的测试重复性,其在相...
为了更加有效地诊断变压器绕组变形，基于扫频阻抗（SFI）法的理论基础，在实验室内构建了一套绕组变形测试系统。以特制单相双绕组变压器为例，引入相关系数（CC）和短路阻抗（SCI）偏差作为判据，对正常和发生短路故障及翘曲故障的变压器进行了测量，并理论分析了故障后扫频阻抗曲线的变化情况。结果表明：扫频阻抗系统具有较高的测试重复性，...
针对直流系统对交流继电保护所带来的新扰动,分析了直流系统扰动在交流电网中传递的机理。在数字实时仿真系统（RTDS）上,以南方电网某直流系统为原型搭建了一次系统模型,通过接入实际保护装置,构成闭环的交直流混合仿真系统,分析了交流继电保护在直流系统3类扰动工况下的动态行为。结果表明,直流正常运行工况变化对交流保护的影响较小,不足以引...
为有效防治风偏对输电线路的危害,提出了一种能将风偏角限制在一定范围内的柔性抗风偏闪络装置,并研究了该限位装置在导线风偏冲击下对输电塔的影响及其安装方法。基于多档距输电线路风偏瞬态分析结果,根据冲量定理确定了导线风偏的等效撞击模型,在几何缩尺比为1：4的输电塔模型上进行了柔性抗风偏限位装置在不同初始静张力作用下的防撞击试验,...
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