基于混合型MMC的柔性直流电网故障电流阻断控制策略

1

作者 朱博 徐攀腾 +2 位作者 王晓雪 辛业春 江守其 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期148-155,165,共9页

柔性直流电网是实现大规模可再生能源发电汇集、输送和并网的有效手段。针对基于混合型MMC的直流故障电流阻断方案会引起功率传输中断的问题,本文提出了一种混合型MMC负压控制与超高速机械开关协调配合的故障电流阻断方法,该方法能够快... 柔性直流电网是实现大规模可再生能源发电汇集、输送和并网的有效手段。针对基于混合型MMC的直流故障电流阻断方案会引起功率传输中断的问题,本文提出了一种混合型MMC负压控制与超高速机械开关协调配合的故障电流阻断方法,该方法能够快速阻断故障电流并维持非故障线路的功率传输。通过分析故障电流组成及关键影响因素,确定了换流站的控制目标,基于全桥子模块的电压调节自由度,提出了利用混合型MMC输出负压主动吸收故障电流的控制策略,并设计了其与超高速机械开关的协调配合方案,实现故障的可靠隔离。最后,基于RTLAB实时数字仿真平台搭建了四端柔性直流电网仿真模型,仿真结果表明,本文提出的方法可快速阻断直流故障电流,缩短直流电网功率恢复时间,提高系统安全稳定性。 展开更多

关键词 柔性直流电网 混合型MMC 直流故障 负压控制

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柔性直流系统自适应惯性和阻尼模拟的自同步解耦控制策略

2

作者 江守其 李卓易 +2 位作者 李国庆 辛业春 王丽馨 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期3067-3074,I0118,共9页

为了解决电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,定量地分析了柔性直流输电系统可用能量及其主动支撑系统惯量的可行性,提出了计及电容能量裕度的受端换流站自同步控制策略,在实现无锁... 为了解决电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,定量地分析了柔性直流输电系统可用能量及其主动支撑系统惯量的可行性,提出了计及电容能量裕度的受端换流站自同步控制策略,在实现无锁相环自同步的同时主动支撑受端电网惯量。在此基础上,考虑直流电压安全约束对电容能量裕度利用的影响,提出了柔性直流系统自适应惯性和阻尼模拟的自同步解耦控制策略及参数设计方法,通过自适应调节子模块投入数量与转动惯量,进一步利用电容能量裕度提升其惯量支撑能力;引入阻尼控制环节,实现频率偏差调节同时提升控制系统的稳定性,并通过实时数字仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 柔性直流输电 自同步控制 频率响应 惯性与阻尼模拟 自适应调制

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提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略

3

作者 江守其 李卓易 +2 位作者 李国庆 辛业春 王丽馨 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期130-137,175,共9页

针对电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,提出了提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略。定量分析了利用柔性直流系统能量裕度提升系统惯量水平的可行性,提出了计... 针对电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,提出了提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略。定量分析了利用柔性直流系统能量裕度提升系统惯量水平的可行性,提出了计及子模块电容和电感元件能量裕度的换流站自同步控制策略,在实现无锁相环自同步的同时主动支撑受端系统惯量;在此基础上,为了解决现有控制中直流电压安全约束限制电容能量利用的问题,提出了柔性直流系统直流电压与子模块电容电压解耦控制策略及参数设计方法,通过自适应调节子模块投入数量与电容电压参考值,实现柔性直流系统内储能元件能量裕度的充分利用,并设计了其恢复策略及启动判据,有效提升了受端系统惯量水平和频率稳定性。定量评估了柔性直流系统的惯量支撑能力,并通过实时数字仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 柔性直流系统 有效转动惯量 电压源型控制 自适应解耦控制 最大惯量支撑

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考虑反向关断特性的晶闸管数字建模方法 被引量：1

4

作者 辛业春 郝欢 +3 位作者 王拓 赫羽朋 江守其 王威儒 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2774-2783,共10页

常用电磁暂态仿真软件提供的晶闸管模型忽略了晶闸管的反向关断特性,导致晶闸管换流器的换相失败仿真不精准。为提高对晶闸管阀的仿真准确性,建立了考虑过零点电流变化率、正向电流峰值和结温作用下晶闸管关断特征参数反向恢复电流峰值... 常用电磁暂态仿真软件提供的晶闸管模型忽略了晶闸管的反向关断特性,导致晶闸管换流器的换相失败仿真不精准。为提高对晶闸管阀的仿真准确性,建立了考虑过零点电流变化率、正向电流峰值和结温作用下晶闸管关断特征参数反向恢复电流峰值、反向恢复电荷和关断时间的影响关系;提出了相关影响因素在器件建模中的表征方法,建立包括晶闸管反向阻断恢复过程和正向阻断恢复过程在内的晶闸管自定义数字仿真模型,并构建了考虑器件关断特性的换流器精细化电磁暂态模型。晶闸管模型仿真结果同实际测试值对比,反向恢复电流峰值的仿真误差不超过5%,关断时间的仿真误差小于4%,提出的数字仿真模型能较精确反映晶闸管的关断过程;换流器仿真模型能更准确地反映高压直流系统换相失败特征。 展开更多

关键词 关断特性 换相失败 关断时间 反向恢复 反向阻断 正向阻断

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基于风电机组频率主动支撑的多时间尺度调频控制策略

5

作者 李成翔 杜艳丽 +3 位作者 朱益华 余佳微 江守其 刘宇嫣 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期83-92,共10页

针对大规模风电经特高压直流外送系统送端惯量降低、调频能力下降等问题,提出了一种双馈风电机组与同步机组共同支撑送端系统频率的多时间尺度协调控制策略,有效提升了系统频率稳定性。根据同步机组调频备用容量与扰动功率分析了不同场... 针对大规模风电经特高压直流外送系统送端惯量降低、调频能力下降等问题,提出了一种双馈风电机组与同步机组共同支撑送端系统频率的多时间尺度协调控制策略,有效提升了系统频率稳定性。根据同步机组调频备用容量与扰动功率分析了不同场景下送端系统的频率调节需求,提出了计及调频死区的双馈风电机组频率主动支撑多时间尺度协调控制策略,通过限幅环节及切换逻辑的合理设计实现了变速控制与桨距角控制的协调配合。基于同步机组备用容量设计了双馈风电机组的调频死区值,使其能够针对不同场景自适应切换惯量支撑和一次调频作用,实现调频资源的优化利用。然后分析了双馈风电机组与同步机共同参与频率调节的动态响应过程,进一步证明其优越性。最后,基于RTLAB实时数字仿真平台搭建了大规模风电经特高压直流外送系统仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 双馈风电机组 惯量支撑 一次调频 协调控制 频率稳定性

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提升海上风电经柔直联网系统频率稳定性的协调控制策略 被引量：4

6

作者 江守其 徐亚男 +2 位作者 李国庆 辛业春 王丽馨 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期194-201,共8页

针对大规模海上风电经柔直联网引起的受端电网惯量降低、频率调节能力下降等问题,提出了海上风电与柔直主动支撑系统频率的协调控制策略.在惯量支撑方面,利用直流电容能量主动支撑系统惯量,并通过直流电压建立风机转速与频率的耦合关系... 针对大规模海上风电经柔直联网引起的受端电网惯量降低、频率调节能力下降等问题,提出了海上风电与柔直主动支撑系统频率的协调控制策略.在惯量支撑方面,利用直流电容能量主动支撑系统惯量,并通过直流电压建立风机转速与频率的耦合关系,提出了基于差异化转子动能调节的风电场惯量支撑协调控制策略,以提升受端电网惯量水平.在频率偏差调节方面,根据本地直流电压偏差量,提出了基于风机变速控制与桨距角控制的风电场一次调频策略,并设计了基于附加桨距角控制的风电场二次调频策略,以提高系统的频率稳定性.最后,设计了多时间尺度频率支撑控制策略的协调配合流程,并基于RT-LAB OP5600实时数字仿真平台验证了所提策略可有效提升系统的频率支撑能力. 展开更多

关键词 海上风电经柔直联网系统 惯量支撑 一次调频 二次调频 协调控制策略

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计及过渡电阻影响的直流电网不同拓扑结构故障电流简化计算方法 被引量：5

7

作者 辛业春 罗鑫 +3 位作者 王拓 王延旭 王威儒 江守其 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期804-814,共11页

故障电流计算是直流电网设备选型、参数设计和保护整定的基础,目前以详细电磁暂态仿真为主的故障电流分析方法难以适用于大规模直流电网,为此,研究能够适用于不同拓扑结构的直流电网故障电流通用计算方法。首先分析双端直流系统故障后... 故障电流计算是直流电网设备选型、参数设计和保护整定的基础,目前以详细电磁暂态仿真为主的故障电流分析方法难以适用于大规模直流电网,为此,研究能够适用于不同拓扑结构的直流电网故障电流通用计算方法。首先分析双端直流系统故障后各回路故障电流的耦合机理,提出依据回路电感参数指标的故障回路解耦方法;基于能量守恒的原则,提出网络元件串并联等效和多端环状网络解环的方法,将多端网络解环为开环网络,然后统一等效为双端的故障网络,利用所提出的故障回路解耦方法获得故障电流时域解析式。在RT-lab仿真平台中搭建了多种拓扑结构的仿真系统对所提出的方法进行验证,结果表明,所提出的方法对不同拓扑的直流电网均具有很好的适用性,与详细电磁暂态仿真相比,计算的电流误差基本小于5%。 展开更多

关键词 多端直流电网 故障电流计算 过渡电阻 等效并联 网络解环

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计及零直流电压控制的混合型MMC-HVDC输电系统短路电流计算方法 被引量：3

8

作者 辛业春 刘熠 +4 位作者 江守其 王威儒 王拓 罗鑫 朱博 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2820-2828,共9页

混合型模块化多电平换流器通过零压控制限制直流侧故障电流,为准确分析计算故障后直流侧电流,考虑不同阶段控制系统作用建立其等值模型,并设计故障电流求解计算方法。在零压控制前,构建混合型MMC的串联RLC等值模型,利用受控电流源表征... 混合型模块化多电平换流器通过零压控制限制直流侧故障电流,为准确分析计算故障后直流侧电流,考虑不同阶段控制系统作用建立其等值模型,并设计故障电流求解计算方法。在零压控制前,构建混合型MMC的串联RLC等值模型,利用受控电流源表征交流馈入能量对故障电流的影响;在零压控制后,分析上下桥臂电压动态调整对故障电流的影响,构建相应混合型MMC等值模型提高计算精度。采用状态空间方程计算2个阶段的直流短路电流,通过电容电压置零来计及零压控制后子模块投切引起直流侧电压复零的特性。基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了双极混合型MMC直流输电系统,在不同工况下通过与详细电磁暂态仿真结果对比,验证了所提短路电流计算方法的准确性。 展开更多

关键词 混合型模块化多电平换流器 双极短路故障 零直流电压控制 等值模型 短路电流计算

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提升特高压直流系统送端频率稳定性的协调控制策略 被引量：2

9

作者 辛业春 张嘉新 +3 位作者 江守其 王威儒 王拓 王延旭 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期5089-5097,共9页

随着特高压直流输电系统送端电网新能源渗透率的日益提高,系统惯量水平大幅降低,频率稳定问题日趋突出。该文综合考虑特高压直流系统与传统同步电源的频率响应特性,提出了一种主动支撑送端系统频率的多时间尺度协调控制策略,在提升系统... 随着特高压直流输电系统送端电网新能源渗透率的日益提高,系统惯量水平大幅降低,频率稳定问题日趋突出。该文综合考虑特高压直流系统与传统同步电源的频率响应特性,提出了一种主动支撑送端系统频率的多时间尺度协调控制策略,在提升系统频率稳定性的同时实现调频资源的合理利用。结合送端系统最大调频备用容量和扰动后的不平衡功率,分析了不同场景下的系统调频需求,提出了特高压直流系统的多时间尺度调频控制策略,使其同时具备惯量支撑与一次调频的能力;结合同步机一次调频最大备用容量,设计了特高压直流系统调频控制策略的死区值,实现了不同场景下特高压直流系统惯量支撑与一次调频作用的自适应切换,在保证送端交流系统频率稳定的同时实现同步机调频能力的充分利用;在此基础上,分析了不同场景下频率支撑协调控制策略的动态响应特性,进一步凸显了其相比于现有控制策略的优越性。最后,基于RTLAB实时数字仿真平台搭建了新能源基地经特高压直流送出系统的仿真模型,验证了所提频率主动支撑协调控制策略的有效性。 展开更多

关键词 特高压直流系统 惯量支撑 一次调频 协调控制 频率稳定性

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多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真技术 被引量：20

10

作者 辛业春 王威儒 +3 位作者 李国庆 王朝斌 江守其 杨洋 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3903-3909,共7页

为解决功率接口所引起的稳定性下降问题,提出一种基于阻尼阻抗功率接口算法的多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真方法。根据阻尼阻抗法开环传递函数特性,得出阻尼阻抗与物理仿真系统等效阻抗匹配原则。分类讨论并计算不同工况下物理... 为解决功率接口所引起的稳定性下降问题,提出一种基于阻尼阻抗功率接口算法的多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真方法。根据阻尼阻抗法开环传递函数特性,得出阻尼阻抗与物理仿真系统等效阻抗匹配原则。分类讨论并计算不同工况下物理仿真系统的等效阻抗,实现对阻尼阻抗的实时匹配,进而提升数字物理混合仿真系统的稳定性与精确性。提出了一种针对直流电压接口的延时补偿方法,解决功率接口延时补偿问题,降低接口延时带来的仿真误差。搭建了四端柔性直流电网数字物理混合仿真平台验证所提出的接口算法,对混合系统进行不同工况下的仿真试验,结果表明,所提出的数字物理混合仿真方法可以对接口延时进行高效补偿,在传输功率变化、换流站闭锁等情况下可以保证系统稳定运行。 展开更多

关键词 多端柔性直流输电 数字物理混合仿真 阻尼阻抗法 延时补偿

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模块化多电平换流器子模块分组排序调制策略 被引量：24

11

作者 李国庆 王威儒 +2 位作者 辛业春 王朝斌 江守其 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2107-2114,共8页

针对高压大容量模块化多电平换流器调制及子模块投切问题,提出了降低子模块电容电压排序运算量的分组排序调制方法。以电容电压排序运算量最优为目标,确定换流器桥臂子模块的最优分组数量;建立分组后的子模块电容电压矩阵,并对其进行组... 针对高压大容量模块化多电平换流器调制及子模块投切问题,提出了降低子模块电容电压排序运算量的分组排序调制方法。以电容电压排序运算量最优为目标,确定换流器桥臂子模块的最优分组数量;建立分组后的子模块电容电压矩阵,并对其进行组内纵向排序、组间横向排序,形成以子模块电容电压为序的子模块矩阵;每个控制周期,根据桥臂电流参数,按照子模块电压升高或降低方向,进行子模块投入、切除控制。同时引入子模块电容电压偏差控制,以防止电容电压偏差过大并降低功率器件开关频率。通过101电平柔性直流输电系统数字实时仿真,以及37电平的柔性直流输电系统物理动态仿真,得出提出的均压控制策略可以明显降低排序的运算量以及子模块的开关频率,并能保证子模块电容电压波动量维持在额定值的-5%-5%以内。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 分组排序 最优分组数量 子模块矩阵 电压均衡 开关频率

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电力系统数字物理混合仿真接口算法综述 被引量：28

12

作者 辛业春 江守其 +1 位作者 李国庆 王丽馨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期159-167,共9页

数字物理混合仿真结合了动态物理模拟仿真和实时数字仿真的优点,是进行复杂电力系统研究分析的有效手段;接口算法是保证其闭环稳定性和仿真精确性的关键。文中给出了数字物理混合仿真系统构建的总体结构;对已有接口算法的基本原理、建... 数字物理混合仿真结合了动态物理模拟仿真和实时数字仿真的优点,是进行复杂电力系统研究分析的有效手段;接口算法是保证其闭环稳定性和仿真精确性的关键。文中给出了数字物理混合仿真系统构建的总体结构;对已有接口算法的基本原理、建模方法、存在的问题及其改进方法进行了详细的分析;通过仿真验证了理想变压器模型法、输电线路模型法与阻尼阻抗法的稳定性和精确性性能,并对各类算法的适用领域进行了总结。最后,针对数字物理混合仿真接口算法存在的问题与不足,提出了今后的发展方向和需要解决的关键技术问题。 展开更多

关键词 数字物理混合仿真 接口算法 接口稳定性 仿真精确性

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柔性直流输电系统数字物理混合仿真改进阻尼阻抗接口算法 被引量：10

13

作者 辛业春 江守其 +2 位作者 李国庆 王振浩 王丽馨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期90-97,共8页

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... 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高效匹配;结合MMC闭锁运行时的特点,提出了其闭锁时阻抗的实时匹配方法;基于傅里叶分解重构电压信号的方法实现了接口延时补偿控制,以提高系统的仿真精度。在PSCAD/EMTDC中建立了基于所提接口算法的双端MMC-HVDC数字仿真系统,对不同运行工况进行了仿真,结果表明改进阻尼阻抗接口算法可以保证混合仿真系统在不同扰动下稳定运行,且有功功率最大相对误差小于1.5%,具有优越的稳定性和精确性性能。 展开更多

关键词 数字物理混合仿真 模块化多电平换流器 阻尼阻抗法 阻抗实时匹配 接口延时补偿

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基于桥臂电流直接控制的模块化多电平换流器控制策略 被引量：16

14

作者 辛业春 王威儒 +2 位作者 李国庆 王朝斌 江守其 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期115-120,共6页

提出一种基于桥臂电流直接控制的模块化多电平换流器控制策略,以实现对交流侧电流、直流侧电流以及内部环流的控制。通过理论分析,得到上、下桥臂传输功率与桥臂电流的关系;设计了上、下桥臂独立控制的内外环控制系统,分别对换流器三相... 提出一种基于桥臂电流直接控制的模块化多电平换流器控制策略,以实现对交流侧电流、直流侧电流以及内部环流的控制。通过理论分析,得到上、下桥臂传输功率与桥臂电流的关系;设计了上、下桥臂独立控制的内外环控制系统,分别对换流器三相桥臂电流进行dq变换,得到上、下桥臂各相电流的指令值;附加桥臂电流环流抑制器,以实现换流器有功、无功控制量闭环控制。在31电平柔性直流输电实验平台上对所提的控制策略进行验证,结果表明其具有精度较高、高效抑制换流器桥臂环流等优点。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 柔性直流输电 桥臂电流控制 环流 dq变换

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海上风电MMC-HVDC联网系统控制策略 被引量：14

15

作者 辛业春 王威儒 +2 位作者 李国庆 王朝斌 江守其 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1731-1738,共8页

该文提出提升海上风电场联网运行性能的高压柔性直流输电系统功率控制策略。采用附加频率控制保持风电机组机械功率和电磁功率的平衡,定交流电压控制维持风电场交流侧电压幅值和相位恒定;提出注入三次谐波调制信号的换流站功率运行区间... 该文提出提升海上风电场联网运行性能的高压柔性直流输电系统功率控制策略。采用附加频率控制保持风电机组机械功率和电磁功率的平衡,定交流电压控制维持风电场交流侧电压幅值和相位恒定;提出注入三次谐波调制信号的换流站功率运行区间优化方法,有效防止风速突变引起风电机组输出功率超过额定值而导致的换流站闭锁事件,并采用PR控制器对三次谐波调制信号所引起的高次谐波进行抑制。通过数字物理混合仿真系统,构建8台双馈风电机组的风电场通过柔直联网的系统模型,仿真结果表明设计的控制方法具有良好的动态、稳态特性。 展开更多

关键词 海上风电场 柔性直流输电 频率控制 功率运行区间优化

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海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障穿越协调控制策略 被引量：28

16

作者 李国庆 徐亚男 +3 位作者 江守其 王利猛 辛业春 王丽馨 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期111-119,共9页

针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故... 针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故障极MMC满载运行,从而降低单极MMC退出对受端交流电网的影响。针对双极直流过电压,设计了一种基于本地直流电压测量信息的风电场减载控制策略,即根据直流电压变化率及偏差量主动降低风电场有功出力,以抑制直流电压上升率及幅值。并提出了附加桨距角控制及其参数选取原则,使风电场与各换流站内电容共同维持直流电压稳定,提高系统故障穿越能力。最后,基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了系统仿真模型。不同受端交流故障情况下的仿真结果表明,所提直流过电压协调抑制策略可保证直流电压在安全运行范围,维持系统安全稳定运行。 展开更多

关键词 柔性直流输电 盈余功率 交流故障穿越 风电场减载 协调控制策略

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风电经双极混合型MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调控制策略 被引量：15

17

作者 李国庆 张林 +1 位作者 江守其 辛业春 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第10期27-36,共10页

架空线MMC-HVDC是大规模风电友好型并网和可靠送出的有效手段。针对架空线故障率高的问题,采用对称双极接线方式和具备故障阻断能力的混合型MMC是其主要解决方案之一。基于此方案提出了风电经双极混合型MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调... 架空线MMC-HVDC是大规模风电友好型并网和可靠送出的有效手段。针对架空线故障率高的问题,采用对称双极接线方式和具备故障阻断能力的混合型MMC是其主要解决方案之一。基于此方案提出了风电经双极混合型MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调控制策略。通过混合型MMC零直流电压控制实现了故障电流的有效阻断,并维持了故障极MMC对交流电压的支撑能力。基于对称双极接线方案运行方式灵活的特点,根据故障极功率能否被非故障极完全吸收,分别提出了自吸收和非自吸收工况下非故障极MMC的控制策略及其参数调整原则。并基于风电场频率响应能力设计了无需通信的精确减载控制策略,以实现非故障极MMC满载运行,在维持系统安全稳定运行的同时降低对受端交流系统的影响。最后,基于Matlab/Simulink搭建并网系统模型,验证了所提直流故障穿越协调控制策略的有效性。 展开更多

关键词 风电并网 对称双极柔性直流系统 零直流电压 直流故障穿越 协调控制策略

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基于桥臂电压控制的MMC直流短路主动限流方法 被引量：14

18

作者 李国庆 杨勇 +2 位作者 辛业春 江守其 王拓 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期144-152,共9页

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统直流短路后电流上升迅速且伴随大量的能量释放,为限制其故障电流,提出一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法。根据故障电流影响因素分析,针对不同交流出... 基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统直流短路后电流上升迅速且伴随大量的能量释放,为限制其故障电流,提出一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法。根据故障电流影响因素分析,针对不同交流出口特性需求,设计了故障期间桥臂电压控制方法,通过减小桥臂电压直流分量降低直流出口电压,从而抑制故障电流上升率;考虑主动限流策略对交流电压及桥臂电流的影响,以MMC不闭锁为约束条件,设计了控制参数的选取原则,最后在四端直流电网中对该主动限流方法的限流效果及其对故障切除后功率恢复的影响进行了仿真分析。结果表明,所提主动限流方法能够有效限制短路电流,降低直流断路器的电流开断难度,且对故障切除后的功率恢复影响较小。 展开更多

关键词 MMC 直流故障 直流电网 电流上升率 主动限流

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基于改进型MMC的风电直流联网系统直流故障穿越协调控制策略 被引量：6

19

作者 江守其 张林 +2 位作者 李国庆 辛业春 王振浩 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期27-35,共9页

采用双极架空线柔性直流输电技术进行大规模风电远距离外送是其友好型并网的有效手段。针对风电直流联网系统直流故障阻断和功率盈余问题,提出了一种改进电流转移型模块化多电平换流器(M-CTMMC),使其同时具备直流故障阻断和能量耗散的功... 采用双极架空线柔性直流输电技术进行大规模风电远距离外送是其友好型并网的有效手段。针对风电直流联网系统直流故障阻断和功率盈余问题,提出了一种改进电流转移型模块化多电平换流器(M-CTMMC),使其同时具备直流故障阻断和能量耗散的功能,从而在充分发挥耗散电阻作用的同时实现直流故障穿越。在直流故障阻断方面,通过将M-CT-MMC桥臂吸收支路的引出线互联构造三相中性点,避免了桥臂开关额外承受直流电压偏置导致的成本增加问题,并利用辅助支路间的协调配合,有效阻断了直流故障电流。在盈余功率耗散方面,针对自消纳和非自消纳工况设计了双极M-CT-MMC控制模式切换策略,在提高非故障极功率转带能力的同时自主吸收盈余功率,并基于功率耗散需求设计了耗散电阻分组投切控制策略,避免非故障极M-CT-MMC过载,从而实现不同运行工况下风电直流联网系统的直流故障穿越。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提直流故障阻断及盈余功率耗散协调控制策略的有效性和可行性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 故障阻断 功率耗散 直流故障穿越 协调控制策略

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大规模风电接入的柔性直流电网故障电流协同抑制方法 被引量：14

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作者 江守其 李国庆 +2 位作者 辛业春 王丽馨 杨勇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期125-134,共10页

基于模块化多电平换流器(MMC)柔性直流电网是实现大规模可再生能源发电汇集、多能互补和友好型并网的有效手段。针对直流断路器大电流开断成本高和技术难度大的问题,提出了一种适用于大规模风电接入的柔性直流电网故障电流协同抑制方法... 基于模块化多电平换流器(MMC)柔性直流电网是实现大规模可再生能源发电汇集、多能互补和友好型并网的有效手段。针对直流断路器大电流开断成本高和技术难度大的问题,提出了一种适用于大规模风电接入的柔性直流电网故障电流协同抑制方法。通过分析直流故障特性,揭示了故障电流的关键影响因素,在此基础上,提出了MMC主动限流控制方法,并针对网侧和风电场侧换流站分别设计了参数选取原则,其中网侧换流站的限流性能可自适应于直流母线电压,在抑制故障电流的同时兼顾直流电网的快速恢复。针对风电场侧换流站,提出了集成限流功能的耗散电阻配置方法,使其同时具备解决直流电网功率盈余问题和降低桥臂换流阀电流应力的能力,并提出了其与主动限流控制以及直流断路器的协调配合方法,在保证风电场安全运行的同时协同抑制故障电流,从而降低对直流断路器开断速度、容量及其制造成本的需求。最后,基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了四端柔性直流电网仿真模型,验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 直流电网 主动限流控制 参数选取原则 耗散电阻 协同抑制方法

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