【摘 要】
：
基于模块化多电平换流器的高压直流（Modular multi-level converter-based HVDC,MMC-HVDC）输电系统具有输出电压和电流质量高、支持主动组网、无换相失败、可为外系统提供电压支撑等优势,已经成为当前高压直流输电的首选技术方案。MMCHVDC输电系统具备多种控制方式,系统的故障响应特征与故障穿越控制器的动态行为密切相关。随着MMC-HVDC输电容量占比的不断提升
论文部分内容阅读
基于模块化多电平换流器的高压直流（Modular multi-level converter-based HVDC,MMC-HVDC）输电系统具有输出电压和电流质量高、支持主动组网、无换相失败、可为外系统提供电压支撑等优势,已经成为当前高压直流输电的首选技术方案。MMCHVDC输电系统具备多种控制方式,系统的故障响应特征与故障穿越控制器的动态行为密切相关。随着MMC-HVDC输电容量占比的不断提升,MMC-HVDC的故障穿越控制对整个交直流混联电力系统的安全稳定的重要性亦将日益凸显。本文针对MMC-HVDC的交流侧故障穿越控制问题,开展了如下几方面的创新研究工作:一、基于MMC换流器模块的基本结构和工作原理,建立了MMC换流器的平均值数学模型。在Matlab中搭建含有MMC-HVDC输电线路的交直流混联电力系统时域仿真平台。提出了一种求解动力系统微分代数模型的数值计算框架,能有效反映不同特性电网元件的暂态行为。该平台可对交直流混联系统进行时域仿真分析,易于扩展,适用于大型系统的机电暂态仿真。二、提出一种基于逻辑开关控制的四回路级联切换控制器,在交流侧故障穿越控制中充分发挥MMC-HVDC的换流器的最大暂态控制能量。控制器中,每个切换控制回路由内外环切换控制单元级联而成,每个切换控制单元根据状态相关的切换规则在改进的逻辑开关控制器和比例积分控制器之间进行切换。改进的逻辑开关控制器通过三值型最大幅值控制信号来发挥每个控制回路的最大暂态控制能量,加速外界系统在受扰后暂态能量的快速平衡,状态相关的切换规则保证了切换控制单元的结构稳定性。通过在含MMC-HVDC线路的两机单区系统和改进的Kundur四机两区电力系统进行仿真验证了四回路级联切换控制器的性能。三、提出一种基于自适应逻辑开关控制的MMC-HVDC切换故障穿越控制器,以提升换流器对系统非线性和外部扰动的鲁棒性。自适应逻辑开关控制器避免了传统高阶逻辑开关控制器需对误差信号求取高阶导数的局限性,通过状态和扰动观测器获取误差信号的高阶动态的估计值,基于误差估计信号进行开关控制器驱动。自适应逻辑开关控制器不含求导计算,对测量噪声和外界扰动具有更强的鲁棒性。所提出的MMC-HVDC的自适应逻辑开关切换控制器具有四个并行控制回路。整流侧直流电压控制回路根据状态相关的切换规则在二阶自适应逻辑开关控制器和双环比例积分控制器之间以切换方式运行。逆变侧有功功率和两侧交流电压控制回路外环根据状态相关的切换规则在一阶自适应逻辑开关控制器和比例积分控制器之间以切换方式运行,内环采用比例积分控制器。通过一个四阶非线性系统对自适应逻辑开关控制器的可行性进行了验证。通过在改进的Kundur四机两区电力系统进行仿真验证了自适应逻辑开关切换控制器的性能。
其他文献
随着能源的愈发紧缺和电力系统结构日益复杂,作为电力系统基本问题的最优潮流正面临着新的挑战。为了提升优化效率及求解可靠性,需要为其开发更高效、准确、鲁棒的优化算法。传统数学规划类算法依赖于初值,易收敛到局部最优;启发式算法可以跳出局部最优,但牺牲了计算速度和鲁棒性。作为一种新型的非迭代算法,全纯函数嵌入算法在电力系统潮流计算中表现出独有的优势,在求解最优潮流问题上有着很大的发展潜力。鉴于此,本文对基
随着“碳达峰、碳中和”口号的提出,电网的稳定性及其韧性对国民经济生活的影响越来越大。如何构建一个坚强智能的电网在电力学科领域受到了相当程度的关注。考虑到电力系统的各个组件常年运行在复杂的环境中,加上近些年新能源接入电网的比例逐渐增大以及提倡多主体参与的电力市场改革进入深水区,电网的稳定安全面临着一个更为复杂严峻的形势。电网发生故障后,调度人员需要在尽可能短的时间内,准确判断故障,并最大限度地恢复停
＜正＞近日,东方电气集团东方锅炉股份有限公司成功制造两台戴维甲醇合成塔,并完成塔壳体与管束卧式套装。至此,我国首次国产化戴维技术甲醇合成塔获成功,终结了国外制造商对该技术的垄断。合成塔是甲醇合成装置的核心设备。东方锅炉所制造的戴维技术甲醇合成塔,是宁夏宝丰能源集团股份有限公司产能为2.2Mt?a甲醇项目关键设备,目前为世界单套煤制甲醇产量最大的甲醇合成塔。该项目采用英国庄信
随着社会的高速发展和经济腾飞,人们对电能的品质要求越来越高,同时非线性负载以及电力电子设备的大量接入,导致电力系统中的电能质量问题日益突出,给系统安全稳定运行带来了新的挑战。因此对电能质量进行在线监测,实时对电能质量信号识别和评估对保证系统平稳安全运行和提供高质量电能有着重要意义。本文基于深度学习对电能质量扰动实时识别,指标实时预测并进行评估,针对评估结果提出建设性意见。传统的电能质量扰动信号识别
准确的输电线路故障测距是故障线路快速复电的关键一环,而基于工频量的故障测距一直是交流输电线路故障分析的主要手段之一。然而随着系统对电网的故障切除时间要求的不断提升,支撑输电线路故障测距的有效数据窗口越显狭窄。在这种条件下,故障暂态干扰信号对故障工频相量的准确提取提出了更大的挑战。为此,本文考虑在更短故障持续时间的条件下,探寻提升故障工频相量提取精度的算法,进而改善故障测距方法对输电线路参数的自适应
在能源结构转型的背景下,分布式能源在电力系统中的渗透率逐渐增高,配电网不再是一个简单的无源网络,导致输配电网之间的互动变得更加密切,传统的输配割裂式能量管理模式的局限性凸显。同时,随着电力体制改革的不断深化,电力系统正在逐步从原有的垂直垄断管理体制向解除管制的市场化体制演变,并有可能在输电和配电环节产生不同的交易市场,其中,集中市场对应输电系统,本地市场对应配电系统。面对复杂多变的市场环境,如何通
近年来,化石能源消耗速度过快的问题以及化石能源使用过程中产生的环境污染问题亟待解决,因此我国大力推动可再生能源的发展。然而,可再生能源往往存在间歇性和随机性的特点,为维护电网稳定,可再生能源发电系统产生的电能不能直接接入电网,而通常需要借助电化学储能装置实现功率的削峰填谷。因此,作为低压储能装置和高压直流母线接口的双向DC-DC变换器成为研究和发展的热点。本文总结了储能用双向直流变换器所需的要求以
大气压低温等离子体作为一种有前途的技术,因其具有卓越的活化能力和产生大量如原子氧和臭氧之类活性物质的特性,广泛应用于环境治理和生物医疗等领域。表面介质阻挡放电（Surface Dielectric Barrier Discharge,以下简称为SDBD）作为产生大气压低温等离子体的重要形式,在空气净化领域有着重大的应用前景。现阶段,大部分SDBD实验研究主要关注臭氧的产率和产量,而忽略了有害副产物
直流配电网设备可靠性建模及直流配电网可靠性评估对推动直流配电网发展发挥重要作用。一方面,现有关于直流配电网设备可靠性建模的研究未对多端口直流配电设备不同任务剖面可靠性进行有效计及,未有关于多端口直流配电设备多状态可靠性模型的研究。另一方面,现有关于直流配电网可靠性评估的研究难以模拟多端口直流配电设备除却传统工作与停运两种状态之外的新状态。据此,本文从基本可靠性和任务可靠性两个维度分别建立各多端口直
大气压等离子体射流具有高浓度活性粒子、反应器结构简单以及操作简单等特点,在生物医学、材料处理等领域得到了广泛应用。在大气压等离子体射流的应用场景中,背景气体对射流流出物的影响不容忽视。同轴双管式射流装置可用于抑制射流流出物与背景气体间的相互扩散,从而控制射流流出物的化学性质。尽管之前的研究已经对同轴双管式大气压等离子体射流做了大量研究,但是关于屏蔽气体对等离子体射流的物理及化学性质的影响仍缺乏足够