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分布式光伏接入配电网造成故障电流双向流动,保护需配置方向元件以避免误动.对于传统0°接线和90°接线的功率方向元件,分别从不同相间短路故障类型、分布式光伏是否具备低电压穿越控制策略的角度,定量分析了保护安装处电压和电流之间的相位差随光伏容量及故障位置的变化规律,结果表明分布式光伏会使传统功率方向元件灵敏性降低甚至发生误判.为解决该问题,结合电压和电流故障特性,提出了基于故障相相间电压和相电流差的新接线方式,并给出了该接线的最大灵敏角整定方法,极大地改善了功率方向元件性能.理论分析和仿真验证表明,受分布式光伏影响,传统接线的功率方向元件存在适用性问题,而故障相相间接线能够准确判断正、反方向故障,且具有更好的灵敏性.
继电保护配电网分布式光伏功率方向元件适用性故障相相间接线
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在"双碳"目标推动下,我国中东部地区分布式光伏快速发展,但其高比例并网对电网暂态电压稳定性带来新挑战,尤其在受端电网中,分布式光伏、电动机负荷、直流输电系统间相互作用增加了暂态电压失稳风险,现有算例系统难以满足分析其相互作用的需求.以华东电网基本拓扑为基础,首先,构建了含直流馈入和规模化分布式光伏、电动机负荷的受端电网算例系统,用于分析光伏控制策略和电动机负荷对暂态电压稳定性的影响;其次,构建了光伏与异步电机解析模型,初探了分布式光伏、异步电机间的相互作用特性.基于构建的典型算例系统研究发现,现有光伏控制策略在交直流故障下难以有效支撑暂态电压稳定性,需优化控制系统动态响应和电网支撑能力以提升稳定性;随着分布式光伏及异步电机占比提升,分析出故障清除后存在由大扰动转换成小扰动稳定、光伏设备反复进入低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)造成振荡的新型失稳形态.研究为高渗透率光伏电网的暂态电压支撑能力提升提供了理论和实践指导,也为新型电力系统的安全稳定运行提供了重要参考.
受端电网暂态电压稳定规模化光伏算例系统失稳形态
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会议论文]
刘金涛
,2026 - 第四十届中国(天津)2026’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议
我们针对双馈与直驱风电机组的电气控制技术开展系统比对，比对范围覆盖机电结构、变流器与控制策略、并网与低电压穿越(LVRT)、电能质量、可靠性与经济性几个维度，分析两类机组在谐波、不平衡、跌落等非理想电网环境下的响应规律与对应控制方案。双馈机组的优势集中在成本控制和部分故障处置方面，直驱机组的并网支撑能力、LVRT性能以及大型化场景适应性表现更好。
双馈风电机组直驱永磁风电机组并网低电压穿越(LVRT)控制控制策略电气仿真分析
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针对光伏配储虚拟同步发电机系统在低电压穿越过程中存在电压支撑不足、有功无功容量分配不协调及故障切除后恢复冲击较大的问题,提出一种面向故障全过程支撑的低电压穿越控制策略.通过构建基于电压跌落程度的无功响应分区算法,在不同故障深度下自适应调整无功支撑强度;建立考虑电压支撑优先级的容量边界分配机制,在无功需求增加时主动修正有功指令,缓解容量竞争;设计故障退出阶段的渐退式功率恢复方法,减小电压过冲和频率波动.仿真结果表明,与传统虚拟同步发电机和固定无功比例支撑控制相比,采用所提策略能够提高故障期间电压支撑水平,并改善故障切除后恢复的平稳性.
光伏储能系统虚拟同步发电机低电压穿越故障支撑容量边界
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随着风电并网规模的持续扩大,双馈风力发电机的低电压穿越能力成为保障电网稳定运行的关键约束条件.本文针对双馈风力发电系统在电网电压跌落时出现的暂态过程中转子侧变流器的控制策略展开研究,提出一种在定子绕组保持并网状态下的转子变流器平滑重投入的控制方法.基于该控制方法,进一步设计了具备故障期间无功功率主动支撑和故障清除后有功功率快速恢复功能的低电压穿越控制架构,以提升双馈风力发电机组对电网故障的适应能力.
低电压穿越双馈风力发电机变流器重投入无功支撑
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随着新能源电源接入规模增大,电网短路电流计算方程组出现新特点,导致传统算法出现不收敛问题,需要研究提高算法性能的方法.该文首先分析新能源典型低电压穿越控制策略的故障等值模型,其具有明显的控制策略切换和非线性限幅特点,导致故障等值模型为非光滑的分段函数;然后,建立新能源电网短路电流计算方程,也具有非光滑非线性特点,在求解短路电流计算方程组时,不动点算法收敛性较差,牛顿-拉夫逊算法会出现数值振荡的现象,控制策略切换的非光滑特性是导致牛顿-拉夫逊算法不收敛的根本原因.提出拟牛顿更新梯度的信赖域算法,应用拟牛顿的割线近似代替梯度,结合信赖域解决非光滑特性方程组的求解问题,能够保证高比例新能源电网短路电流计算具有全局收敛性,并给出其在短路计算的具体应用方法;最后,基于IEEE118 及大电网算例,通过与牛顿-拉夫逊法、自适应Levenberg-Marquardt 等算法对比,验证所提算法在解决非光滑特性短路电流方程计算中具有更好的性能.
逆变器电源故障等值模型短路电流计算非光滑特性迭代算法
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本文针对电压骤升或跌落工况下机组动态无功支撑的需求,分析了现有技术在响应速度与系统协同方面的不足,从变流器控制策略优化、电网同步技术改进及系统协同控制三个层面,系统探讨了提升无功电流注入能力的有效路径.研究表明,所提出的综合方法能够显著改善机组在故障期间的动态响应性能与电网电压支撑效果,为高比例新能源电网的安全稳定运行提供了重要技术支撑.
风电机组高低电压穿越无功电流注入变流器控制
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在并网型光伏发电系统应用中,若并网点产生电压跌落,容易对光伏发电系统的稳定运行构成威胁.为提高低电压穿越能力,本文简要探讨并网型光伏发电系统的拓扑架构,对双闭环控制器展开设计,主要以电流内环与电压外环实现,改进直流卸荷电路,避免电压跌落程度较大导致电容电压过高.经过MATLAB/Simulink仿真分析,验证母线电压稳定在800～810 V之间,实现基于双闭环控制+改进直流卸荷电路的低压穿越技术的可行性.
并网型光伏发电系统低压穿越技术
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高比例新能源场景下当系统发生短路故障时,有功功率缺额与调频能力会随故障位置的不同存在显著差异,对系统频率响应模型的准确性提出了新挑战.为此,亟待构建计及故障位置的精细化系统频率响应改进模型.提出基于节点电压精确求解的故障位置与低电压穿越集群映射模型,量化初始有功功率缺额与调频能力损失;在此基础上,综合考虑不同新能源场站的电压跌落程度与其有功功率恢复速率的差异,计算系统级风电总有功功率缺额.通过引入新能源场站的调频状态切换系数,加权聚合形成系统等值调频能力可用率,实现对传统频率响应模型的故障位置差异化修正.基于IEEE 10机39节点系统对所提模型进行有效性与准确性验证,为系统频率安全评估与稳定控制奠定理论基础.
频率响应模型高比例新能源低电压穿越有功功率缺额故障位置
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针对静止无功发生器(static var generators,SVG)电压穿越控制参数难以精准获取而无法建立高精度仿真模型的问题,提出一种SVG高/低电压穿越控制参数双解空间辨识方法.首先,利用RT-LAB平台在半实物环境中采集SVG真实控制器的电压穿越测试数据集,根据先验知识搭建SVG高/低电压穿越控制参数待辨识模型;然后,将SVG的控制参数根据对稳态特性和故障特性的影响划分为稳态控制参数和故障控制参数两类,并据此将SVG控制参数的求解空间划分为由稳态参数求解空间和动态参数求解空间构成的双解空间,避免参数在全解空间耦合所引起辨识精度下降的问题;最后,在双解空间中,利用观测量特征训练核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)神经网络以优化控制参数的初始值,采用改进鹅优化(improved GOOSE algorithm,IGOOSE)算法对SVG的高/低电压穿越控制参数进行精确辨识.算例分析表明,所提方法在高/低电压穿越工况下具有较强的适应性和较高的精度.
SVG参数辨识高电压穿越低电压穿越神经网络SI算法
