无锡实验室电网模拟设备

大规模风电经LCC-HVDC送出的送端电网频率协同控制策略

摘要：针对大规模风电经电网换相型高压直流(LCC-HVDC)送出的送端电网所面临的严峻高频问题，充分挖掘风电潜在调频能力，提出一种风电与直流频率限制器(FLC)参与送端电网调频的协同控制策略。分析直流FLC参与送端电网调频的响应特性，刻画送端电网频率与风电机组功率的下垂关系，设计风电机组变转速与变桨距角相结合的一次调频控制方法。建立包括常规机组一次调频、风电机组下垂控制和直流FLC的频率响应综合模型，结合电网的频率稳定要求，采用灵敏度方法整定风电机组与直流FLC的调频参数，设计风电与直流FLC共同参与的频率协同控制策略。算例仿真结果表明：所提频率协同控制策略可有效降低高频切机、直流过载运行风险，提高送端电网的频率稳定性。 电网模拟设备采用纯数字化PWM整流技术、SPWM高频脉宽调制方式。无锡实验室电网模拟设备

虚拟同步直驱风电场经MMC-HVDC并网的低频振荡特性分析

摘要：虚拟同步直驱风电场经功率同步环与模块化多电平换流器柔性直流(MMC-HVDC)输电互联，将存在低频振荡风险。考虑MMC-HVDC和直驱风机网侧换流器以及转子侧换流器内部的动态过程，首先建立虚拟同步直驱风电场经MMC-HVDC并网的小信号模型，并通过精细化电磁暂态仿真验证其准确性。随后，利用根轨迹方法，分析风电功率波动和交流系统强度变化对互联系统稳定性的影响，设计功率变化时虚拟同步直驱风电场的参数整定方法。结果表明，由于功率外环和MMC-HVDC送端整流站电压环作用，在风电场输出功率增大和交流系统强度降低的过程中，互联系统存在低频振荡现象。通过合理调整锁相环、虚拟同步机(VSG)有功环和MMC-HVDC送端整流站电压环的控制器参数、改变VSG阻尼项形式，可以抑制振荡并实现稳定运行。 电网模拟设备定制电网模拟设备都提供300V的相电压档位，以便覆盖测试电压的要求。

电网模拟设备的作用包括：

研究和开发： 电网模拟设备可用于研究电力系统的稳定性、动态响应、功率流等问题。研究人员可以利用该设备模拟不同负荷和发电源条件下的电网行为，以评估电力系统的性能和优化运行策略。

实验和验证： 电网模拟设备可用于进行实验和验证，以确保新的电力设备和控制系统能够与现有电网兼容并安全地运行。通过模拟各种故障和异常情况，可以评估设备的鲁棒性和可靠性，同时测试和验证新的电力系统解决方案和算法。

培训和教育： 电网模拟设备可用于培训和教育目的，帮助学生和从业人员理解电力系统的运行原理和特性。通过模拟真实的电网情况和操作场景，学生和从业人员可以进行实际操作和学习，提高他们的技能和知识水平。

产品测试和认证： 电网模拟设备可用于进行电力设备的产品测试和认证。例如，太阳能逆变器、风力发电机组等电力设备需要经过各种电网条件下的测试，以确保其符合相关标准和规范。

电网模拟设备的作用是模拟和仿真电力系统中电网的运行和行为。它可以用于以下几个方面：

1 电力设备性能测试：电网模拟设备可以用于对电力设备（如发电机、变压器、逆变器等）进行性能测试和评估。通过模拟真实电网条件下的电压、频率、功率波形等参数，可以检验电力设备的稳定性、响应速度、功率因数、谐波分析等。

2. 电能质量评估：电网模拟设备可以模拟和分析电力系统中的电能质量问题，如电压骤降、电压波动、谐波污染、电流突变等。通过调节设备的参数和工作状态，可以评估电网对电能质量的影响和改善措施的有效性。

3. 发电系统测试：对于可再生能源发电系统，如太阳能光伏、风力发电等，电网模拟设备可以模拟并评估这些系统与电网之间的互动情况。通过模拟电网的电压和频率变化，可以测试和优化发电系统的并网性能、功率响应速度以及电力输出的稳定性。 电网模拟设备特点：提供均方根电压，均方根电流，有功功率，频率，功率因素，峰值电流等读值。

通过不同工况和不同缺陷/故障的多物理场耦合仿真，得到不同类型、不同位置、不同严重程度的缺陷数据样本，从而建立自动学习、持续迭代的电力设备状态智能辨识模型，实现设备故障隐患诊断和定位以及设备状态的评估、预测和预警。

PICIMOS结合新型电力系统复杂运行条件、多因素作用下设备状态演变规律、故障产生机理以及失效机制，利用设备状态全息感知数据，通过大数据、人工智能技术与电力设备数字孪生相结合，实现设备状态精细分析、预测和智能诊断。

高比例新能源接入下新型电力系统的强不确定性、波动性以及大量谐波引入会导致电力设备承受更加极端、变化剧烈的运行条件。平台量化外部灾害电网安全运行风险，加强调控运行人员对电网的控制，研究极端条件下电力设备的失效机理、规律以及长效服役维护的策略，保障新型电力系统复杂运行条件下电力设备长期运行的安全性和可靠性。 电网模拟电源可以用于过欠、欠压、过频、欠频及低电压穿越（零穿越）、防孤岛等测试使用。电网模拟设备定制

电网模拟电源功能：三相不平衡模式，可分别调节三相电压及三相相位差或直接设置三相不平衡度。无锡实验室电网模拟设备

新型电力系统呈现“双高”的基本特征，即高比例的新能源设备和电力电子设备。国家电网有限公司于2022年成立新型电力系统技术创新联盟，旨在促进传统电力向能源清洁低碳方向转型，而南方电网有限公司早在2020年就提出了“数字电网”的发展理念。与传统的电力系统相比，数字化、清洁化、智慧化是新型电力系统的重要发展方向，数字化贯穿整个新型电力系统的全生命周期，无论是规划设计、建设实施到运行维护都离不开数字化技术和流程。在形态层面，数字电网充分利用传感器、智能设备、电力物联网实现物理电网数字化的升级。在此基础上，依托数字孪生实现数字平台构建，通过大数据计算技术推动电网智能运行。针对以新能源为主体的新型电力系统架构，上海交通大学的江秀臣提出在数字化输变电设备在生产时预安装或投运后加装各类芯片化多物理量融合集成传感器，通过多源数据耦合和数字孪生等技术，完成输变电设备缺陷识别和状态异常预警等功能，从而实现数字化转型。无锡实验室电网模拟设备