半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

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  • 海上风电系统关键技术
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    • 基于分布式潮流控制器的海上风电系统谐波治理方法和控制策略

      2024, 48(2):20-28. DOI: 10.7500/AEPS20230113008

      摘要 (247) HTML (177) PDF 2.68 M (854) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于电力电缆的电容效应,海上风电经电缆汇集系统极易出现谐波谐振放大的现象,造成电能质量的下降。分布式潮流控制器属于基于电压源换流器的装置,在进行潮流调节的同时也能进行谐波治理。文中首先构建了海上风电系统的频域相关模型,基于该模型分析了谐波谐振放大的原因;随后,采用了将分布式潮流控制器串入海上风电系统的谐波治理方式,推导并得到了含分布式潮流控制器的海上风电系统的谐波特性。基于该谐波特性,设计了一种控制策略。该策略通过控制分布式潮流控制器实时跟踪使并网点谐波电压幅值为零的谐波补偿电压,从而降低并网点的谐波电压含量。仿真结果表明,所提出的基于分布式潮流控制器的海上风电系统谐波治理方法和控制策略能够有效地降低并网点的谐波电压,改善电能质量。

    • 大规模海上风电场电磁暂态受控源解耦加速模型

      2024, 48(2):1-8. DOI: 10.7500/AEPS20230620003

      摘要 (365) HTML (207) PDF 1.78 M (676) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着风电装机容量及占比越来越大,大规模风电场电磁暂态仿真速度极慢的问题愈加凸显。针对现有建模方法复杂、无法反映风电场内部特性、灵活性不足等问题,提出一种大规模海上风电场电磁暂态受控源解耦加速模型。该方法通过受控源传递端口间电压和电流信息,实现风电机组内部元件之间以及不同风电机组之间端口的解耦,从而将系统解算过程中高阶矩阵分解为多个小矩阵以实现快速仿真。基于节点分析法和基尔霍夫定律证明了该方法的有效性。所提出的受控源解耦加速模型建模方法简单,通过仿真软件中现有模块拖拽即可搭建,可以准确仿真风电场的各种暂稳态工况,并且提速效果明显。同时,所提受控源解耦加速模型可与现有文献所提方法互补,扩展其灵活性。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了不同机组数量的风电场模型,验证了受控源解耦加速模型的仿真精度及加速效果。结果表明,所提受控源解耦加速模型可实现1~2个数量级的加速效果,且相比详细模型具有较高的仿真精度。

    • 基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统

      2024, 48(2):9-19. DOI: 10.7500/AEPS20230629003

      摘要 (253) HTML (192) PDF 2.94 M (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d轴定向的电压矢量控制,实现多台机组的分散式二极管整流器整流电流矢量和输出电流纹波的交错分布,有效降低直流输电电流和电压纹波。计及纹波交错算法中动态移相角影响,建立风电机组网侧变换器小信号状态空间模型,基于特征根分析辨识系统弱阻尼环节,并针对性地提出镇定控制策略。发挥该系统有望免除直流断路器的优势,制定了基于扰动注入的故障定位策略,配合继电保护逻辑和机组动作时序实现无通信依赖的直流内网多故障位置故障定位与隔离。最后,PSCAD仿真和基于RT-LAB的硬件在环实验验证了所提控制保护策略的有效性。

    • 海上风电低频输电系统快速母线保护

      2024, 48(2):29-36. DOI: 10.7500/AEPS20230706004

      摘要 (268) HTML (326) PDF 2.03 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:海上风电低频输电系统母线故障后,换流器型电源等效电势与阻抗因控制的切换与调整过程,不再像传统电网可视为恒定。文中理论分析了母线电流差动保护适应性,明确故障控制策略对差动保护灵敏度的影响方式。利用母线区内外故障所对应的故障等效模型不同,提出基于时域全量模型识别的母线保护。该保护原理反映被保护元件自身拓扑的变化,理论上具有不受电源特性影响的优势,同样适用于其他换流器型电网。同时,所提保护在时域中实现,不存在相量提取问题,动作速度快。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,验证了所提母线保护的可靠性和快速性。