DC/DC并网变流器在海上风力发电中的研究

为了解决大功率海上风电机直接接入高压直流汇流电网时输出电压低及容量不够的问题,基于一种输入并联、输出串联的模块化DC/DC直流并网变流器,提出一种主从式输入电压稳压和各子模块输出均压控制策略。首先分析该变流器的拓扑结构及工作原理,并建立DC/DC子模块数学模型。然后采用一种DC/DC变流器输入电压和各个子模块输出电压解耦的双闭环控制策略。最后在Matlab仿真平台下搭建了一台功率2 MW的永磁同步发电机(PMSG)仿真平台,仿真结果验证了该方法的可行性与可靠性,且该系统具有很好的稳定性与承受能力。     

级联型电力电子变压器控制策略研究

针对模块级联型电力电子变压器(PET)高压级输出电压和隔离级功率传输不均衡问题,提出高压级采用电压均衡控制,隔离级采用功率均衡控制来解决,低压级采用电压重复控制,以减小逆变器输出谐波,提高PET输出的电能质量。隔离级和低压级输出采用并联的连接方式,避免了低压级不平衡对高压级产生影响。仿真结果验证了上述控制策略与连接方式的正确性与有效性。     

CLLC型模块化输入串联输出并联直流变压器

提出了一种CLLC型模块化输入串联输出并联的直流变压器技术方案,实现了高压直流电网和低压直流电网之间的电压变换和功率的双向传输。直流变压器的子模块采用CLLC串联谐振变压器,通过开环定频控制模式和完全谐振工作模式,效率高、电压增益恒定,同时具有输入自然均压和输出自然均流的特点。为了抑制较大的启动冲击电流,提出了一种软启动控制策略:通过脉冲调制的方式控制输入端全桥电路的输出电压占空比D从Dmin缓慢增加到0.5。搭建了一台500 kW±7.5 k V/800 V直流变压器实验样机,实验结果验证了所提方案的正确性和可行性。     

输入串联输出并联直流变压器控制研究

随着电力电子技术的发展,直流变压器得到了越来越多的关注.为了实现低压功率器件在高压电能变换中的应用,以全桥直流变压器为基本功率模块构成了输入串联输出并联(ISOP)的直流变压器.为了避免最大占空比控制时,由于每个模块参数不一致性造成各模块输入不均压,在此给出了带偏置电压的输入电压闭环控制策略.理论分析和实验结果均表明,...     

基于电压前馈的输入串联输出并联型直流变压器反下垂控制策略

以双有源全桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器为基本功率单元的输入串联输出并联(inputseries-output-parallel,ISOP)型直流变压器(DC solid state transformer,DCSST)十分适用于直流电网互联或大规模新能源汇集等高压大容量应用场合。文中针对现有的反下垂控制方法无法兼顾均压/均流特性与输出电压调整率的缺点,提出了一种电压前馈的反下垂控制方法。通过引入输入电压均值前馈实现了直流变压器输入电压与输出电压的解耦,使得直流变压器在实现均压/均流运行的同时,具有较好的稳压性能。最后,于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了以DAB变换器为基本功率单元的三单元ISOP型直流变压器仿真模型,对所提出的算法进行了对比实验验证。实验结果表明:该方法可以实现直流变压器各模块的传输功率平衡,同时具有较好的稳压性能。     

独立输入并联输出模块化DAB变换器功率均衡优化控制

针对独立输入并联输出IIOP(input independent output parallel)模块化双有源桥DAB(dual active bridge)变换器,当各模块的参数不匹配或输入电压不相等时的功率均衡问题,基于双重移相DPS(dual phase shift)控制,提出了一种功率补偿均衡控制PCEC(power compensation equalization control)算法以提高变换器的动态性能及其效率,并实现模块化DAB变换器的传输功率均衡。此外,考虑到大传输功率情况下,为实现各模块的充分运用,补充提出了一种功率补偿协同控制PCCC(power compensation cooperative control)算法。最后,基于DSP28335的半实物仿真平台对所提出的功率均衡方案进行对比实验验证。     

输入串联输出并联双有源全桥DC-DC变换器多模块优化功率平衡控制方法

通过分析电力电子变压器(PET)中的双有源全桥(DAB)DC-DC变换器的运行特征及所面临的问题,针对输入串联输出并联双有源全桥DC-DC变换器,基于三重相移(TPS)提出一种多模块优化功率平衡控制方法以同时提高变换器的效率及动态性能,并实现各个模块的传输功率均衡。相比于传统的输入电压均衡控制方法,该方法在不需要增加额外传感器的情况下,可以进一步提高变换器的效率,加强变换器对于输入电压突变时的响应能力并实现各个DAB模块的传输功率平衡。最后,搭建以TMS320F28335+FPGA_6SLX45为核心控制器的三单元输入串联输出并联DAB变换器小功率实验样机,对所提多模块优化功率平衡控制方法与输入电压均衡控制方法进行对比实验研究,验证了所提算法的正确性与有效性。     

输出并联双有源全桥DC-DC变换器虚拟功率均衡控制方法

针对电力电子变压器(PET)中输出并联双有源全桥(DAB)DC-DC变换器,分析了前级级联多电平整流器(CHB)控制策略对于DAB变换器的影响,提出一种同时适用于等效输入串联输出并联(ISOP)和等效输入独立输出并联(IIOP)DAB变换器的虚拟功率均衡控制方法,并分析了该控制策略的作用机理。搭建了以TMS320F28335+FPGA_6SLX45为控制器的三单元输出并联DAB变换器的实验平台,对所提出的虚拟功率均衡控制方法与输入电容电压平衡控制算法进行了对比验证。实验结果表明,所提方法在实现各个模块传输功率均分的基础上,可以显著提高变换器对于负载突变和输入电压突变时的响应速度。同时,也可有效地抑制变换器传输功率的暂态波动。     

级联型电力电子变压器电压与功率均衡控制方法

对于模块级联型电力电子变压器,如果整流级直流输出电压不均衡或各双有源DC-DC变换器(DAB)模块传递的功率不均衡,可能导致开关器件电压或电流应力分配不均。因此提出在整流级采用电压均衡控制,在DAB级采用功率均衡控制来解决整流级输出电压的不均衡问题和因各DAB模块参数不匹配导致的功率不均衡问题。对于该功率均衡控制,是利用各整流模块占空比的有功分量作为反馈量来调节各DAB模块占空比实现的。电压均衡控制与功率均衡控制共同作用,以使系统达到整流级直流输出电压均衡和各DAB模块功率均衡的目的。此外,该功率均衡控制可以很容易由DSP实现,且不需要任何电流传感器。该控制方法已得到仿真验证,并在模块级联型电力电子变压器实验平台上得到实验验证。     

一种三相线电压级联单位功率因数整流器负载不均衡特性分析及电压均衡控制策略

该文对一种由三个三相单开关整流器线电压级联构成的三相单位功率因数整流器的负载不均衡特性和输出电压均衡控制策略进行分析和研究,首先详细阐述此类整流器在三个直流侧负载不均衡时,交流输入端电流能自动保持均衡的独特特性及相应工作机理;然后研究系统整体分层控制策略。在传统的基于电压外环PI控制、电流内环PR控制的上层控制基础上,针对各整流模块参数不一致及负载功率不一致引起的各模块输出电压不均衡问题,通过加入偏差因子调制波补偿的底层控制,实现了对每个模块输出功率的独立调节,进而实现了各整流模块输出电压的均衡控制。仿真和实验结果验证了所研究拓扑结构的优越性和控制策略的可行性。     

关于华东电网实行SCPS的探讨

华东电网引入北美电力可靠性委员会（NERC）的控制性能标准（CPS）起到了改善系统频率控制性能的作用,但现行的控制标准中并未对发电机组自动发电控制（AGC）性能予以约束。文中介绍了NERC推行的发电机组评价标准——服务提供者控制性能指标（SCPS）,分析了该指标的特点,探讨了华东电网实行SCPS的可行性。该指标的推行将有助于统一华东电网内发电机对于电网频率控制贡献度的评价标准,提高各发电机组改善电网频率控制性能的积极性,改善华东电网的频率质量及系统的频率控制特性。     

含规模化风电场/群的互联电网负荷频率广域分散预测控制

由于风电输出功率具有较强的随机性,规模化风电场/群的并网对互联电网负荷频率控制提出了更高的要求。在分析单一风电机组及规模化风电场有功输出特点的基础上,建立计及风电场/群有功输出的互联电网负荷频率控制模型。以广域相量测量系统为技术平台,建立基于模型预测控制的含规模化风电场/群互联电网的负荷频率分散预测控制模型。以典型双区域负荷频率控制模型为例,考虑不同风电渗透率情况。仿真研究结果表明,所提基于模型预测控制的负荷频率分散控制模型不但能够有效地跟踪风电输出功率的随机波动,维持系统频率及区域间交换功率在较小的范围内变化,并且控制效果明显优于常规PI型负荷频率控制器。     

电网扰动控制标准及其应用

随着互联电网的发展，电网中扰动所造成的影响将由单个区域发展到相邻的互联区域，这对电网的安全稳定运行产生了严重威胁。由于扰动造成的电网连锁事故时有发生，扰动控制的重要性逐渐显现。北美电力可靠性协会(North American electric reliability council，NERC)提出的扰动控制标准(disturbance control standard，DCS)明确具体、可操作性强，为互联系统的安全稳定提供了一种有效的控制方法。文章介绍了NERC制定的DCS的发展历程，阐述了DCS的控制机理及其在国内外应用的情况，同时针对DCS做了相应的事例分析，并提出了基于DCS的电网扰动控制策略。     

互联电网CPS标准下的自动发电控制策略

阐述了互联电网控制性能评价标准(CPS)下的自动发电控制(AGC)策略。提出了CPS调节功率分量这一新概念,并将其与比例分量和积分分量相结合,构成区域总调节功率。进一步根据区域控制偏差(ACE)和频率偏差的大小与方向,对区域总调节功率予以修正,以进一步提高CPS指标。最后提出了根据区域总调节功率而不是ACE来划分AGC控制区域的方法。这些控制策略有利于提高电网频率控制质量,体现了紧急情况下互联电网各AGC控制区之间的相互支援,在多个大电网的实际应用中取得了良好的效果。     

电厂网控系统AGC的实现方案

介绍了在网控系统中配合调度中心实现自动发电控制(AGC)的几种方案;包括传统的硬接线方案及在综合自动化系统中的通信方案。分析了这些方案的优缺点,并提出了今后的发展前景,即通信方式必将替代硬接线方式,厂站端系统的功能越来越强,扮演着越来越重要的角色。     

具有可调增益前移的自适应预估控制及其在电厂DCS中的应用

在分析模型参考自适应预估控制系统（ＭＲＡＰＣ）的基础上,提出了一种改进算法,通过将自适应结构中可调增益前移的办法克服原算法在自适应过程中存在滞后的问题。同时还给出了该改进算法的全局收敛性分析结果。这一算法已在大坝电厂３００ＭＷ机组的主汽温、再热汽温、燃烧及协调等主要控制系统中得到成功应用,取得了良好的控制效果。该应用首次在国内的分散控制系统中实现了自适应预估控制算法。     

热轧带钢轧机自动宽度控制(AWC)系统设计与实现

全面、系统地对带钢热连轧生产工艺过程中,带钢宽度控制的起因以及影响最终产品宽度的要素进行了介绍,并对当前流行的自动宽度控制系统的设计进行了总结,给出了控制系统原理图,可实现的程序框图及控制策略。应用结果表明,该方法能有效地控制产品宽度。     

火电厂电气监控系统接入DCS方式的分析

分析了火电厂电气监控系统（ECS）接入集散控制系统（DCS）的3种模式：硬接线、硬接线+通信、全通信,探讨了不同模式的优缺点和应用中存在的问题,认为硬接线+通信方式是目前火电厂ECS接入DCS的主流解决方案,大大提高了ECS的自动化水平,但目前在应用中还存在ECS与DCS的通信受限、ECS的电气维护和管理功能不十分完善等问题,通过技术的改进、参与各方的密切配合,相信这些问题会很好地得到解决,随着通信技术的日趋成熟和稳定,完全取消硬接线的全通信方式也一定会逐步得到推广。     

自动发电控制研究综述

随着能源危机和环境污染的问题越来越严重,以风电和光伏为代表的可再生能源被大规模地开发利用,电力系统运行稳定性也成为了国内外广泛关注的问题之一。本文首先阐述了自动发电控制(Automatic Generation Control, AGC)的控制原理和控制模式,接着讨论了负荷频率控制(Load Frequency Control, LFC)和经济调度控制(Economic Dispatch Control, EDC)策略的研究现状,通过分析各类方法的优缺点,指出了目前AGC研究存在的一些问题。针对这些问题,进一步阐述了动态AGC控制策略的研究情况,最后对未来AGC领域的发展方向进行了讨论。     

Optimal design of a sliding mode AGC controller: Application to a nonlinear interconnected model

This paper presents a design of a sliding mode controller (SMC) with chattering reduction feature applied to interconnected automatic generation control (AGC). After formulating the design of SMC as an optimization problem, the proposed method utilizes the genetic algorithms (GA) to find the optimal feedback gains and switching vector values of the controller. In order to guarantee the enhancement of the system dynamical performance and a reduction in the SMC chattering, two objective functions were investigated in the optimization process. The tested two-interconnected AGC model incorporates nonlinearities in terms of generation rate constraint (GRC) and a limiter on the integral control value. Comparison with previous AGC methods reported in literature validates the significance of the proposed SMC design.