高电压穿越

摘要： 针对双馈机组高电压穿越问题,为抑制直流母线电压波动,采用蓄电池-超级电容混合储能的拓扑结构,研究了储能系统协调充放电策略。针对储能系统,提出一种自动识别和切换的四种充放电工作模式。网侧变流器传统控制忽略了转子电流对直流母线的冲击,文章提出了前馈补偿来优化有功电流的参考值。转子侧变流器传统控制忽略了定子磁链对有功和无功功率的影响,文中提出了对功率外环增加前馈补偿,分量来优化控制。MATLAB/Simulink中分别建立传统控制策略和改进控制策略两种模型,在相同的工况下,仿真结果表明所述方法在电网故障时,能更有效地抑制直流母线过电压,有效提升了高电压穿越能力。

摘要： 在双馈感应发电机(DFIG)高电压穿越(HVRT)问题中,电压骤升引起的暂态过电流不足以触发撬棒保护动作,致使HVRT下的定转子短路电流特性比低电压穿越(LVRT)更复杂。推导了计及电磁暂态过渡过程和转子侧换流器(RSC)调控共同作用影响下的定转子电流表达式。在此基础上考虑并网规范要求的DFIG无功电流支撑,控制RSC和网侧换流器(GSC)输出与骤升幅度相对应的分量,使DFIG工作于无功支持状态。仿真结果表明,定转子电流表达式准确描述了HVRT期间的故障电流,所得结果更具一般性,且对故障电气量的计算具有重要意义;改进无功电流配置实现了DFIG的HVRT。研究结果对掌握DFIG的动态过程具有一定的参考价值。

摘要： 针对风电机组高电压脱网问题,提出了一种考虑变直流母线电压参考值与网侧无功优先控制相结合的HVRT控制策略。该策略在电压轻度骤升时,通过优化无功电流给定值,快速向故障电网注入感性无功电流;电压深度骤升时,改变直流母线电压参考值,抑制直流侧电压波动。最后,在Simulink中搭建了1.5 MW直驱永磁风电机组仿真模型,在不同电压骤升幅度下对文章所提控制策略进行验证,结果表明,该控制策略能在不同电压骤升幅度下实现机组的HVRT,且避免Chopper电路的频繁动作,提高了机组稳定运行的能力。

摘要： 双馈感应发电机(DFIG)的高电压穿越问题中,定子磁链的暂态特性研究是实现高电压穿越运行的基础和依据,而常规研究大多只针对电网电压单一骤升模式进行分析,且未考虑故障恢复后定子磁链的动态过程,使其暂态特性分析不全面。文中对电压不同骤升模式时的定子磁链瞬态过程进行了研究,对比分析了影响定子磁链暂态特性的一些因素。电网电压的上升模式不同,定子磁链的暂态特性也不一样,且模式Ⅰ的暂态衰减分量远大于模式Ⅱ;相邻两次电压上升数值相同且时间间隔为Δt=(n+0.5)T_(s)时,能够最小化定子磁链的瞬态衰减分量。仿真结果证明了理论分析的正确性,文中的研究内容对掌握DFIG的动态过程和高电压穿越控制策略的制定具有一定的参考价值。

摘要： 在风电机组实际运行中,因电网不稳定或故障而对其造成的影响往往会被忽视,而这种电网的不稳定性或故障引起的破坏性却是风电机组安全运行的重要隐患。以某并网风电场发生的35 kV箱变高压侧电网单相电压跌落故障为例,结合泄放电阻保护、直流撬棒保护和转子变流器控制各自的优点,研究了箱变高压侧电网单相跌落故障后,电网电压、变流器直流母线电压的变化;通过优化双馈异步风电机组的控制策略,达到保护双馈异步风电机组安全运行的目的,并在实际项目中进行了试验验证。试验结果表明:传统的电网电压故障穿越控制策略不能有效保护不对称电网故障下的双馈异步风电机组及其内部器件的安全,通过优化双馈异步风电机组的电网电压故障穿越控制策略,使风电机组承受过电压的时间大幅减少,风电机组及其内部器件损坏的几率大幅降低,从而使双馈异步风电机组的安全运行得到了保证。

摘要： 为保证电网运行的安全与稳定性,避免电网电压骤升时风电机组从电网中解列,需提升风电机组高电压穿越的能力。为快速抑制高电压故障时网侧过调制引起的电压、电流冲击,首先确定电网电压骤升时网侧变流器安全运行区域。在此基础上,在线计算双馈风电机组在不同电网电压条件下的高电压穿越稳态最佳工作点,以保证网侧过调制时间最短。同时,设计了参数补偿模块以消除稳态工作点误差。仿真结果表明,该控制策略保证风电机组在电网电压故障骤升期间不脱网运行,能够根据电网要求提供一定的无功支撑,且提升了双馈风电机组在故障穿越期间的响应速度及稳态控制效果。

摘要： 由高压直流输电系统换相失败引起的送端风电场母线低高电压连续故障,会对双馈感应发电机(DFIG)产生严重的暂态冲击,现有单一的风机低压、高压故障穿越方案难以完全适应此类连续故障穿越的要求。为此,提出了一种结合重构式网侧变流器与超导磁储能装置的软硬件协同穿越方案,以提升DFIG的连续故障穿越能力。在故障期间,网侧变流器由并联运行模式切换至串联运行模式,以维持定子端电压不变为目标,并控制转子侧变流器根据并网点电压自适应发出动态感性/容性无功电流。仿真结果表明,所提方案既可以维持DFIG的机端电压,又可以为电网提供无功支撑,有效地实现DFIG的低高电压连续故障穿越。

摘要： 随着风电技术的发展,双馈风力发电系统高电压穿越问题日益受到研究人员的重视。针对双馈风力发电系统高电压穿越问题,详细分析电网电压骤升时双馈风力发电机运行机理,提出了定子侧变阻值撬棒电路的高电压故障主动穿越方法。对投入撬棒电路后的双馈电机电磁暂态过程进行研究,确定定子撬棒电阻的阻值范围,基于已确定的阻值范围,提出定子侧撬棒保护电路的投切控制策略。最后通过Matlab/Simulink仿真得出双馈风力发电机在电压骤升故障时能更平稳地运转,并且能应对大幅电压骤升故障。验证了定子侧变阻值撬棒电路能够有效完成高电压穿越,提高了双馈风力发电系统的稳定性。

摘要： 针对双馈感应发电机(DFIG)高电压穿越问题,本文详细分析了DFIG在电网电压骤升至恢复期间的磁链变化.在此基础上,从转子侧和电网侧分析了电压突升故障期间DFIG的瞬态特性;提出将前馈补偿分量添加到转子侧换流器功率外环来改进转子侧换流器的控制策略;为了抑制直流母线电压波动,对网侧换流器进行控制策略改进.仿真结果表明,改进控制策略显著降低了转子电流和直流母线电压的冲击幅度,大大提高了DFIG的瞬态响应.

摘要： 针对双馈感应风力发电机(DFIG)电网电压不对称骤升故障,传统的研究大多集中于定子磁链暂态特性的分析,忽略了故障时间对DFIG的影响.以单相和两相不对称骤升故障为例,详细分析了DFIG在不同故障发生时刻的定子磁链暂态特性,并推导出对应的定子磁链和转子电压表达式.此外,DFIG一般运行在单位功率因数下,这忽略了其自身RSC和GSC的无功协调能力.针对这一问题,提出了DFIG无功协调控制方案,以此帮助风电系统实现穿越故障.仿真结果验证了暂态特性推导的正确性以及RSC和GSC无功协调控制方案的有效性,所提控制策略有效抑制了并网点电压的骤升,同时满足了系统无功支撑的需求.

摘要： 随着国内风电装机容量的不断增长,其对电网可能产生的影响也越来越大,因此电网对机组的电网适应性要求也在不断提高.高电压穿越(HVRT)作为电网适应性要求的一部分,国外已制定相应标准,国内虽暂时没有展开相关测试,但相关人员已经在研究相关技术了,相信高电压穿越的要求在国内也必将推广开来.在此之际,本文以风电全功率变流器高电压穿越为例,通过理论分析、仿真及实验,揭示高电压穿越时变流器的运行状态,并研究相关的控制策略.

摘要： 针对采用串联网侧变换器的双馈风力发电系统电机定子端电压灵活可控的特点,本文提出适用于该系统的高电压穿越运行控制策略.该控制策略一方面控制串联网侧变换器以实现电压骤升时双馈发电机定子电压维持不变,另一方面控制机侧变换器与并联网侧变换器使故障期间系统最大限度地吸收无功功率.仿真研究表明,所提控制策略既能保证在电网发生对称骤升故障期间双馈风力发电系统不脱网运行,又可使该系统为电网故障期间电压的恢复提供无功支持,为有效提高双馈风电系统所并电网的安全稳定运行奠定基础.

摘要： 风电场的电网电压骤升故障会造成双馈风力发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量，甚至引起比电网电压跌落更强的双馈发电机定、转子电流和电磁转矩的冲击。为研究双馈风力发电机的高电压穿越（HVRT）特性及其控制策略，本文首先分析了电网电压骤升过程中双馈发电机电磁过渡过程，在此基础上引入了基于虚拟电阻的有源阻尼转子励磁控制策略，有效抑制了转子电流和电磁转矩的冲击，避免了撬棒电路的频繁动作。针对不同转速和电网电压骤升幅度对系统的影响，提出一种基于变阻尼的转子励磁控制策略，提高了系统的HVRT 性能，仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。

摘要： 本发明公开了一种提高双馈风电机组宽额定电压和高电压穿越范围的方法，包括如下内容：步骤一、建立宽电压运行范围的新旧双额定电压转化模型；步骤二、确定双馈发电机的宽额定电压运行区域的磁化运行曲线；步骤三、确定各模式的新轴上宽电压运行范围和高电压穿越范围；步骤四、扩展出能满足高电压穿越电压幅值和时间的电气拓扑图。采用本发明的方法能进一步提高双馈风电机组最基本高电压穿越运行能力要求，双馈风力发电机组能满足宽(额定)电压、高电压和高高电压穿越运行，不但完全满足国内外电网的高电压穿越运行要求，同时远远高于国内外高电压穿越相关规范和标准。

摘要： 本发明公开了一种结合变频器低电压穿越支持装置的高电压抑制方法，该方法对于在直流环节配置有低电压穿越支持装置的变频器，在其三相交流电源输入回路上串联一组由双向电子开关和降压电阻组成的降压环节，当电源出现电压暂升时，三相降压环节的双向电子开关断开，串入电阻，使变频器输入端电压强行降低，此时变频器的工作电源由并联于直流环节低电压穿越支持装置提供，从而保证变频器在电压暂升期间仍正常工作。它能在电网电压暂升的情况下保证变频器不停机，确保与其相关的整个生产系统连续工作。通过理论计算和MATLAB仿真，验证了本发明的有效性，可满足工矿企业变频器高电压穿越的技术要求，具有工程应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于安全运行电压的双馈风电机组高电压穿越方法，包括以下步骤：步骤A：根据双馈风力发电机的参数对安全电压范围进行确定；如能够确定安全电压范围，则双馈风电机组能够成功实现高压穿越，并进行步骤B；如不能够确定安全电压范围，则双馈风电机组不能够成功实现高压穿越，不执行后续步骤；步骤B：根据双馈风电机组接口电压和步骤A确定的安全电压范围，确定双馈风力发电机组的发电机定子和网侧变流器需输出的无功和有功电流分量。本发明可对双馈风力发电机组的高电压穿越能力进行判断。

摘要： 本公开提供一种高电压穿越装置、高电压穿越方法和风电变流器。高电压穿越装置包括：卸荷模块，包括彼此串联连接的制动模块和第一开关元件，并且被配置为在发生高电压穿越时泄放电能；控制器，被配置为检测直流母线电压，以在发生高电压穿越并且直流母线电压大于第一阈值并且小于等于第二阈值时控制第一开关元件导通以使制动模块投入并且泄放电能；被动式驱动电路，响应于直流母线电压大于第二阈值而利用直流母线电压向第一开关元件的控制端子施加导通信号以使制动模块投入并且泄放电能。

摘要： 本发明公开了一种基于直流母线电压调节的风机高电压穿越控制系统，包括信号采集模块、电网电压正负序分离模块、电网电压锁相模块、直流母线电压给定单元、无功电流给定模块、直流母线电压控制单元、直流母线电压保护单元和网侧电流控制单元；通过采集到的直流母线电压、电网三相电压和网侧电抗器电流信号进行滤波处理，然后经过相应的处理，最终可得到控制网侧变流器的功率开关的PWM信号，并可监测直流母线电压，当超过安全门限制，则开通直流母线斩波电路。本发明可以实现在电网有高电压故障情况下将发电机发出的电能全部馈入电网，实现风力发电机组的高电压故障穿越。

摘要： 本发明公开了一种提高双馈风电机组宽额定电压和高电压穿越范围的方法，包括如下内容：步骤一、建立宽电压运行范围的新旧双额定电压转化模型；步骤二、确定双馈发电机的宽额定电压运行区域的磁化运行曲线；步骤三、确定各模式的新轴上宽电压运行范围和高电压穿越范围；步骤四、扩展出能满足高电压穿越电压幅值和时间的电气拓扑图。采用本发明的方法能进一步提高双馈风电机组最基本高电压穿越运行能力要求，双馈风力发电机组能满足宽(额定)电压、高电压和高高电压穿越运行，不但完全满足国内外电网的高电压穿越运行要求，同时远远高于国内外高电压穿越相关规范和标准。

摘要： 本发明公开了一种结合变频器低电压穿越支持装置的高电压抑制方法，该方法对于在直流环节配置有低电压穿越支持装置的变频器，在其三相交流电源输入回路上串联一组由双向电子开关和降压电阻组成的降压环节，当电源出现电压暂升时，三相降压环节的双向电子开关断开，串入电阻，使变频器输入端电压强行降低，此时变频器的工作电源由并联于直流环节低电压穿越支持装置提供，从而保证变频器在电压暂升期间仍正常工作。它能在电网电压暂升的情况下保证变频器不停机，确保与其相关的整个生产系统连续工作。通过理论计算和MATLAB仿真，验证了本发明的有效性，可满足工矿企业变频器高电压穿越的技术要求，具有工程应用价值。

摘要： 本发明提供了一种电网电压不平衡骤升下高电压穿越的控制方法和装置，其中该方法包括：在电网电压不平衡骤升时，实时检测风力发电机组并网侧三个电网线电压有效值；如果检测到的三个并网侧电网线电压有效值中有至少一个与电网电压设定值之间的差值高于预定阈值，则根据检测到的三个电压有效值中的最大值计算得到参考无功电流值，并根据参考无功电流值计算有功电流值，如果计算得到的有功电流值小于当前并网侧输入的有功电流设定值，则将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入的无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流设定值。本发明可以使得风力发电机组具备在电网电压不平衡骤升下不脱网运行的能力。

摘要： 本发明公开了一种基于安全运行电压的双馈风电机组高电压穿越方法，包括以下步骤：步骤A：根据双馈风力发电机的参数对安全电压范围进行确定；如能够确定安全电压范围，则双馈风电机组能够成功实现高压穿越，并进行步骤B；如不能够确定安全电压范围，则双馈风电机组不能够成功实现高压穿越，不执行后续步骤；步骤B：根据双馈风电机组接口电压和步骤A确定的安全电压范围，确定双馈风力发电机组的发电机定子和网侧变流器需输出的无功和有功电流分量。本发明可对双馈风力发电机组的高电压穿越能力进行判断。

摘要： 本实用新型公开了一种结合变频器低电压穿越支持装置的高电压抑制装置，该方法对于在直流环节配置有低电压穿越支持装置的变频器，在其三相交流电源输入回路上串联一组由双向电子开关和降压电阻组成的降压环节，当电源出现电压暂升时，三相降压环节的双向电子开关断开，串入电阻，使变频器输入端电压强行降低，此时变频器的工作电源由并联于直流环节低电压穿越支持装置提供，从而保证变频器在电压暂升期间仍正常工作。它能在电网电压暂升的情况下保证变频器不停机，确保与其相关的整个生产系统连续工作。通过理论计算和MATLAB仿真，验证了本实用新型的有效性，可满足工矿企业变频器高电压穿越的技术要求，具有工程应用价值。