【摘 要】
:
在“双碳”目标的驱动下,源荷储直流特征愈发明显,传统配电网正逐步向电力电子设备高渗透率、可再生能源高接入率、交直流混联的高级形态发展。采用以电力电子变流器为主的组网方式,使得变流器与变流器、变流器与电网相互作用,导致配电网稳定性的内在机理发生变化,呈现以变流器主导的更为复杂的宽频振荡现象。鉴于现有的工频相量法无法满足当前配电系统的分析要求,本文基于阻抗分析法,针对采用变流器组网的交直流混合配电网稳
【基金项目】
:
国家重点研发计划 “智能电网技术与装备”重点专项《中低压直流配用电系统关键技术及应用》(2018YFB0904700)
论文部分内容阅读
在“双碳”目标的驱动下,源荷储直流特征愈发明显,传统配电网正逐步向电力电子设备高渗透率、可再生能源高接入率、交直流混联的高级形态发展。采用以电力电子变流器为主的组网方式,使得变流器与变流器、变流器与电网相互作用,导致配电网稳定性的内在机理发生变化,呈现以变流器主导的更为复杂的宽频振荡现象。鉴于现有的工频相量法无法满足当前配电系统的分析要求,本文基于阻抗分析法,针对采用变流器组网的交直流混合配电网稳定性问题展开研究,对中低压交直流配电关键组网设备—采用虚拟同步控制技术的电压源型电力电子变流器展开建模控制与稳定性分析研究。论文首先针对虚拟同步型变流器控制系统展开建模研究。基于典型三相六开关电压源型变流器拓扑结构,分析传统同步发电机/电动机的一次调频、调压特性以及惯量支撑与阻尼调节的机理,建立了包含VSG逆变以及VSM整流两种运行模式的有功功率与无功率控制外环模型。同时,根据主回路方程,建立了包含交叉解耦的输出电压外环与输出电流内环的双环控制结构,构建了虚拟同步性变流器统一化、多回路控制系统模型。其次,针对由线路阻抗特性所导致的功率耦合问题,基于并网功率传输机理,指出传输功率耦合本质上是由于线路阻抗幅值与相角特性变化导致的稳态工作点偏移问题。基于二阶电压响应的补偿思想,提出了一种基于自适应虚拟阻抗改进无功环路的功率解耦控制策略。该改进控制方式通过稳态点估算,根据参数整定表达式实时更新虚拟阻抗数值,达到自适应的运行效果,并利用算例与仿真验证了引入自适应虚拟阻抗的必要性。随后,针对基于改进型无功环路的虚拟同步控制系统,在考虑二倍镜像频率耦合效应以及相角扰动的影响下,于系统额定工作点处建立了虚拟同步型变流器系统在逆变和整流两种模式下的序阻抗模型,并定性分析了四类虚拟同步控制技术关键参数对序阻抗特性的影响,利用仿真扫频验证了模型的准确性。虚拟同步型变流器的正序阻抗在工频50Hz频率点附近均存在谐振峰与较大的相位波动,在弱电网下易与电网发生交互振荡,适当降低J和DQ能在一定程度上改善系统输出阻抗特性,提升系统稳定性。最后,在分析电力电子变流器失稳类型的基础上,基于阻抗分析法,对虚拟同步变流器系统的静态稳定与小扰动稳定两类稳定性问题展开研究。在工频下,基于线路阻抗特性,通过推导变流器最大传输功率以及最小电网短路容量比指出在弱电网条件下变流器系统静态稳定工作区域减小,易出现传输功率受限、静态失稳的问题。在系统静态稳定的基础上,基于正负序阻抗模型,对变流器系统在额定稳态工作点附近的小扰动稳定性进行研究,指出变流器系统在弱电网中容易出现工频附近的谐波振荡;增大励磁调节系数K易导致输出电流及电压产生高频振荡。并提出了基于虚拟阻抗的电流补偿方法,最终利用仿真验证了阻抗重塑对提升弱电网下系统小扰动稳定性的有效性。
其他文献
近年来,风能在我国得到了迅速的发展。根据现有电压等级,双馈风电场集电线路一般采用阶段式电流保护配置。风速变化下双馈风电机组异于传统发电的故障特点,在一定程度上给保护带来问题。本文通过研究风速变化下线路风机群故障电流特性对现有集电线路电流保护的影响,提出一种考虑风速变化影响的集电线路保护方案。在研究双馈风电机组故障特性和线路电流保护特点的基础上,分析了故障期间投入撬棒保护下单台DFIG并网正、负序等
目前,大量可再生能源并入电网,由于其出力具有不确定性及波动性,对电力系统频率的质量产生很大影响。储能系统具有响应速度快、精度高以及可以双向传输能量等优点,现已被大量应用在电力系统中,储能系统辅助电网调频也已是目前热门研究的领域之一。辅助电网进行调频的储能系统一般分布在电网侧和发电侧,对其进行合理的控制策略的设计具有重要意义。针对电网侧的储能系统辅助调频控制策略的研究重点在于对储能变流器的控制,由于
二维二碲化钼(MoTe2)表面增强拉曼散射(SERS)基底因具有表面均匀性、生物相容性、化学稳定性等优异特性,引起了研究者们的广泛关注。然而,二维MoTe2衬底的拉曼增强源于MoTe2与探针分子间的电荷转移,其较低的检测灵敏度以及弱增强效果,限制了它的实际应用。因此,如何提高二维MoTe2的SERS性能成为如今广泛研究的问题。目前,常用的调控SERS性能的方法有调控材料生长过程、电子束辐照和激光灼
近年来我国清洁能源消费量占能源消费总量的比重稳步提升,为我国环保事业做出了巨大贡献。然而高比例清洁能源的接入会让电力系统运行方式更加多样化、电网交直流连接更复杂化。需求响应资源灵活可控,在参与电网调度的过程中能够缓解其调峰压力并降低系统的运行成本。随着泛在物联网建设的蓬勃发展,需求响应资源得以进一步挖掘及利用,电力系统中源荷互动也愈加频繁。因此,研究计及需求响应及多种清洁能源不确定性的全清洁能源日
本文研究了一种人体行走参数的视频测量技术,首先对视频进行预处理及行人检测,然后对检测到的行人进行关节点跟踪,并计算出人体的各项行走参数,最后本文还完成了对行走过程的虚拟仿真建模。该测量系统简单高效,不需要背负任何测量装置,可广泛用于人机工程、运动分析、疾病预警、安全监控、机器人仿真以及虚拟现实等领域。本文的主要研究内容包括:(1)研究了一种基于ViBe+背景建模的行人检测算法。针对Vi Be算法的
风速风向是气象要素的重要组成部分,在人类生产活动中占据着极其重要的地位。传统的风速测量方法和仪器,大多仅能测量二维风速。风速是一种三维矢量,三维测量得到的结果显然更精确,因此对三维风速测量的研究是非常必要的。在众多风速测量方法中,超声波测风因便于测量三维风速、响应快、耐久好和抗干扰强等优点,在测风领域逐渐成为主流。论文在对比分析各种超声波测风技术的基础上,采用时差法开展超声三维风速仪的设计和研制。
本文基于氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,提出了D波段(110-170 GHz)一体式多功能芯片链路架构,并对芯片中关键的有源单刀双掷开关和功率放大芯片部分,开展了共面波导无源器件电磁建模、电路拓扑结构设计等内容研究,并完成了芯片电路设计与仿真。此外,本文还基于氮化镓工艺提出了一种晶体管高频寄生参数建模方法,并对仿真结果进行了分析。作为典型的控制器件,单刀双掷开关(SPDT)一直
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因具有无换相失败,有功无功独立解耦,输出谐波特性优良等优点,成为构建柔性直流系统的首选拓扑。构建基于MMC的直流系统对于解决分布式能源消纳问题和提升电能质量具有重要意义,也是未来电网发展的主流形式之一。然而,由于直流系统具备“低阻尼”的特性,导致短路故障发展速度极快,同时由于直流系统大多采用架空线,直流线路发生短
近年来,随着电子产品不断的发展,电子设备拥有越来越广泛的应用,人们的生活、工作与电子设备的关系紧密,其中移动电子设备更是大众的日常生活中的一部分。电源接口是移动电子产品中不可或缺的一部分,由于消费类移动电子产品强劲的需求和发展,市场对电源接口的要求也越来越高。针对最新的C型线缆接口识别、功率可选的设计需求,本文从C型接口功能电路和电力传输协议驱动电路的优化这两个方面进行了设计研究,提出了一种高精度