超导储能单元在并网型风力发电系统的应用

风力发电系统发展的趋势是将风力发电机组直接与高压电网相连（简称并网型风力发电系统）。但风速变化造成风力涡轮机械功率变化,会使发电机输出的有功和无功产生波动,从而使电网的电能质量下降。该文提出使用超导储能SMES（super conducting magnetic energy storage system）单元使风力发电机组输出的电压和频率稳定。文中详细介绍了SEMS的调节原理及其最优控制方法,建立了SEMS模型和加入SMES后系统的线性化仿真模型,采用基因算法求最优反馈矩阵,并借助MATLAB软件包设计控制器,仿真结果表明SMES单元对并网型风力发电系统中风力发电机的输出稳定具有极大的改善作用。     

行波型超声波电动机的样机制造技术

行波型超声波电动机的样机制造技术＊石斌胡敏强钱俞寿（东南大学南京２１００９６）１引言超声波电动机（ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＭｏｔｏｒ，简称ＵＳＭ）是一种应用压电陶瓷的逆压电效应，通过摩擦驱动，把电能转换为机械能输出的新型直接驱动电机。它完全不同于传统的电...     

直接数字合成器专用集成电路的性能及应用

ＤＤＳ是Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（直接数字合成）或Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ（直接数字合成器）的缩写。系指一种在数据域内实现的频率合成技术或频率合成器。该合成器是一种数控振荡器（ＮＣＯ），可产生频率受数字量精确控制的数字信号及其对应的模拟信号（包括正弦波，移频键控（ＦＳＫ），移相键控（ＰＳＫ），以及任意波等信号）。成为现代数字无线电通讯系统中不可缺     

柔性超高压交流输电

柔性超高压交流输电柔性超高压交流输电系统（ＦｌｅｘｉｂｌｅＡＣＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，简称ＦＡＣＴＳ），是一种由电子控制的交流输电网技术。主要依靠大容量的闸流管控制的串联电容器（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ一ｃｏｎｓｔｒｏｌｌｅｄｓｅｒｉｅｓｃａ...     

非并网风力发电系统飞轮储能控制策略

大规模非并网风力发电避开了风电并网的技术难题。针对大规模非并网风力发电系统,提出一种飞轮储能系统辅助的风力发电方案,研究了飞轮储能系统对于非并网风力发电系统直流母线电压和输出功率的控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,用模拟实际风速对飞轮储能系统平稳非并网风力发电系统输出功率进行了仿真。结果表明,在飞轮储能系统的辅助下,非并网风力发电机组可以按要求输出功率曲线以满足负荷需求,并在直流母线发生故障时,飞轮储能系统加速输出所储存的能量以稳定整个风力发电机组-飞轮储能系统输出功率。     

双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略

传统的风力发电并网方式主要有直接并网和降压并网,在并网瞬间会产生很大的冲击电流.根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈发电机的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略,即在定子开路条件下,根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,在变速条件下实现几乎无冲击电流并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机空载并网及稳态运行控制模型.仿真和实验结果表明,本文所提出的空载并网方式是变速恒频风力发电的一种较理想的并网方式.     

风力发电系统中的异步发电机型及其并网技术

发电机是风力发电系统中重要的部件,因工作的特殊性在结构上及并网技术上与普通发电机略有不同。本文就风力发电系统中目前常见的几种异步发电机型及其并网技术作简单介绍。 1笼型异步感应发电机 笼型异步感应发电机结构、并网方法简单,价格低,适合在野外缺少维护的环境工作,因此在风电系统应用很广。     

分布式发电系统中风力发电机组的运行技术分析

近年来风力发电发展非常迅速,在能源供给中的影响日益彰显。风力发电有离网型和并网型两种类型,目前并网型大型风力发电技术受到关注较多,主要就适用于我国偏远地区的分布式离网型风力发电系统中涉及的最基本问题,如风力发电的能量转换、风力发电机组的结构、风力机特性、异步发电机原理以及相关的集成仿真等作了简要介绍和分析。     

并网型风力发电系统的研究

并网发电是大功率风力发电机组高效、大规模利用风能最经济的方式,已成为当今世界风能利用的主要形式。为促进我国的风电事业,概述了并网型风力发电系统的基本工作原理、工作方式和风力发电机的空气动力学特性以及并网型风力发电系统中5种典型的电路拓扑结构及其工作原理、并网技术和控制方法,还比较了不同拓扑结构下风力发电系统的性能和效率,给出了各自的典型应用。最后指出了各种方法的优缺点以及今后的发展方向。结果表明,随着大容量电力电子器件的发展和现代控制技术的引入,并网型风电系统中直驱式永磁同步发电机拓扑结构将会得到更多的应用和发展。并网型大功率风电机组控制系统中,风机模拟系统设计、发电机控制技术、并网技术、桨矩角控制技术和系统监控等关键技术的解决将有助于我国风电产业的国产化和大容量风电系统自主知识产权的建立。     

低压微网中永磁风力发电系统逆变器并网/孤岛模式控制切换（英文）

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。由于风能自身的特点,风力发电系统可能处于并网和脱网两种模式下运行,而系统中逆变器的控制性能成为系统平滑稳定切换的核心之一。该文提出了一种新的并网逆变器在不同的运行模式下的控制策略。当系统并网运行时,逆变器电流内环采用瞬时电容电流改进的谐振控制,解决了因LCL三阶滤波器引起的系统震荡问题,且输出电流具有良好的动态跟踪性能;电压外环采用瞬时平均功率跟踪控制,实现了逆变器按给定功率稳定输出,保证了发电系统向电网馈入高质量的电能。当系统脱网运行时,电压外环采用基于无功下垂系数调节的电压PI控制,内环控制保持不变,当负载突然改变时,保证了发电系统具有较快动态响应性能,且向负载提供稳定功率。经过仿真分析,有效验证了所提控制策略的准确性和可靠性。     

离网式小型风电系统输出功率调节方法研究

本文对离网式小型风电系统输出功率调节方法进行了分类和研究,发现通过改变发电机负载来改变发电机输出功率的直接控制负载功率法更为简单和有效。仿真实验表明,直接控制负载功率法在离网式小型风电系统中能够很好的实现对输出功率的调节。     

基于变论域模糊逻辑的互联电力系统负荷频率控制

随着风电在电力系统中的渗透率不断提高,其出力不确定性对系统频率稳定造成威胁。针对风电接入系统后的频率波动问题,提出变论域模糊PI负荷频率控制策略。为克服传统模糊控制器由于论域固定导致自适应能力有限的缺点,设计的变论域模糊PI负荷频率控制器通过变论域方法实现输入、输出论域的动态调整。为满足风电接入系统后复杂的论域调整需求,基于模糊推理设计新型变论域伸缩因子。典型两区域互联系统仿真实验表明,在不同形式的扰动下,该新型控制器较PI控制器、模糊PI控制器有更好的控制表现,能更好地处理风电出力不确定性对互联电力系统频率稳定的影响。     

大规模风电并网对送端系统功角稳定的影响研究

随着我国风电能源的不断发展,大规模风电集中接入电网对送端系统暂态功角稳定的影响问题仍然不容忽视。以双馈型风电集中接入受端大系统为分析对象建立等效模型,并基于双馈风机的功角特性和暂态特性展开分析。首先,采用单端送电系统同步机的电磁功率解析表达式,通过分析风电等出力置换火电出力接入系统对电磁功率方程的影响推断出风电接入对同步机初始功角的影响。其次,通过负负荷接入与风电接入两种接入方式的对比分析了双馈风机在故障发生后有功功率和无功功率特性对同步机电磁功率方程的影响,并基于等面积定则(EAC)分析了双馈风机接入对系统暂态功角稳定性的影响。研究结果表明,风电等出力置换火电出力时同步机初始功角减小,暂态稳定性升高;双馈风机的有功功率和无功功率特性对系统暂态功角稳定性具有正向作用。最后,通过仿真验证了理论的正确性,并在实际电网中得到了验证。     

西北电网调峰市场与电能量市场耦合运作模式探讨

当前西北电网调峰市场基于日前预估的弃风弃光离线开展,存在实时匹配度差,各层级市场补偿基准混淆的问题。本文梳理问题的关键在于实现调峰市场与电能量市场的耦合运作,并探讨具体实现方式:通过在线计算火电机组基准出力明确调峰和电能量市场的边界,通过实时计算积分调节量明确实际调峰贡献,通过捋清省内和省间各级市场的边界实现需求传递和有序衔接,通过固化价格补偿标准直观反馈发电主体实现行为改良。最后通过算例验证耦合运作对于提升电网调节效率和体现市场价值方面具备的优越性。     

A control strategy for a multi-terminal HVDC network integrating wind farms to the AC grid

This paper describes a novel control strategy of voltage source converters (VSC) in large-scale wind farm applications, in order to achieve a constant DC voltage for connecting to the long transmission system based on multi-terminal high voltage direct current (HVDC) technology. The control strategy is based on a multi-loop current and voltage control for tracking the predetermined value of the DC link voltage in the rectifier side station to achieve proper performance in the irregular circumstances of wind farm operation. In addition, the control strategy is able to transmit the maximum input power to the consumption side in different situations in grid side converter. Grid connection of the HVDC system is analysed under two conditions: balanced AC grid, and connection of unbalanced nonlinear load into the AC grid. The control strategy guarantees injection of minimum harmonic current components from the grid to the loads. MATLAB simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed strategy for different types of variations in AC voltage amplitude and frequency of wind turbines output voltage.     

用于海上风电场并网的多模块变压器耦合型VSC-HVDC技术

给出了海上风电场并网系统结构,提出了一种新型的多模块变压器耦合型VSC-HVDC系统,各模块交流输入端通过多绕组变压器进行相互隔离,直流输出端由多个功率模块串联构成,通过灵活地增减模块数目,以获得不同的直流电压,各功率模块可以独立控制;建立了VSC-HVDC在两相同步旋转坐标系下的数学模型;研究了VSC-HVDC的基本...     

适应风电接入的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略

大规模风电接入高压直流送端系统将导致系统惯量降低,送端系统调频能力不足。为充分挖掘直流和风电协同调频的潜力,提高含风电高压直流送端系统的调频性能,提出一种基于频率轨迹规划的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略。分析了含风电高压直流送端系统的频率控制特性;综合考虑风电主动频率支撑和直流辅助频率控制,以频率偏差和频率变化率为量化指标,生成参考频率轨迹;在此基础上,对频率轨迹进行区域划分,以参考频率轨迹为基准,实现高压直流输电对送端系统频率的自适应调节。基于MATLAB/Simulink平台搭建改进的两区域4机模型进行仿真分析,验证了所提策略的有效性和优越性。     

采用双馈机组的风电场无功功率控制技术

通过对双馈异步发电机的无功功率极限和定子输出无功功率对电机损耗影响的详细分析,提出了双馈机组无功功率参考值的2种确定方法。在此基础上,采用发电机并联的方式,构建了精确的风电场模型,并给出了风电场的无功功率分配方案。最后对一台1.5 MW的商用双馈机组和由4台机组组成的6MW风电场进行了仿真分析。仿真结果验证了理论分析和所提策略的正确性和有效性。     

基于频谱分析和滑动平均滤波的混合储能容量配置方案

以风电为典型的可再生能源由于其随机性和间歇性的特点,其入网功率波动大,为减小并网时对电网造成的冲击,文中研究一种混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)来平滑风电出力波动,使入网波动符合并网规范。基于傅里叶变换对风电原始数据进行频谱分析并得到符合风电接入电网规范的理想目标输出,将两种功率的差值做为混合储能系统的补偿功率,再由滑动平均滤波方法分配混合储能中蓄电池和超级电容器的功率补偿量,考虑并网波动、充放电效率和荷电状态来确定蓄电池和超级电容器的额定功率和容量,在计及蓄电池损耗的基础上,考虑储能折旧和维护因素,计算混合储能系统的配置成本。最后算例表明混合型储能比单一型储能配置成本更低,更具有经济性,验证了该方法的可行性。     

间歇性能源出力特性综合分析体系及其应用

对间歇性能源出力特性的研究是突破间歇性能源大规模并网瓶颈的前提。从间歇性能源的波动特性和集群效应两方面建立了间歇性能源出力特性综合分析体系。在间歇性能源的波动特性方面,基于不同时间尺度,根据分析指标对比分析了间歇性能源的波动特性,特别地,在日时间尺度上提出了六种风电典型波动类型及其划分方法;在集群效应方面,提出了四种分析集群效应的评价指标,采用加权双高斯混合法建立间歇性能源集群效应的概率分布模型。利用间歇性能源出力特性综合分析体系,基于海南地区的实际运行数据,分析并总结了海南地区的间歇性能源出力特性和变化规律,结果表明,本体系可为后续研究含高渗透率间歇性能源区域电网的规划,调度和运行提供参考。