配电网综合电气节能关键技术研究

针对目前配电网综合电气节能技术单一,尚无系列化关键技术,节能设备存在固有缺陷等问题,文章提出了高压配电网高品质节能的无功动态补偿与谐波治理混合系统、低压配电网低成本高效节能的混合型无功补偿器、全局优化节能的实时无功优化调度系统,并研发了相应的节能设备。在深入分析上述系统拓扑结构的基础上,提出了相应的控制方法。仿真及现场应用效果表明,这些节能技术可有效解决目前配电网电气节能存在的问题,可保障配电网的安全稳定运行,并大幅减少高压配电网的电能损耗。     

电网电压不对称对D-STATCOM的影响分析及抑制

分析了电网电压不对称对配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)电压输出性能的影响,指出电网电压不对称将导致D-STATCOM直流侧电容电压出现2倍频波动,使得交流输出电压出现负序和三次谐波,严重影响D-STATCOM输出性能,并且由此产生的负序和3次谐波电流将造成装置过流.针对此问题,提出一种改进开关函数调制法,抑制了3次谐波电流,改善了D-STATCOM的电压输出性能.提出一种负序电压前馈控制的不对称控制策略,抑制了D-STATCOM因负序电压分量造成的过流,保障了装置的安全可靠运行.仿真实验结果表明,本文提出的方法是行之有效的.     

考虑异质器件混用与输出电平倍增的混合型MMC及其调控方法

首先,为提高模块化多电平换流器(MMC)输出波形质量、降低装置运行损耗,提出一种基于Si和SiC器件组合应用的混合型模块化多电平变换器(HMMC)拓扑结构。该拓扑每个桥臂包含N个Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的半桥子模块,每相交流侧串联一个直流侧电压为半桥子模块一半的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)全桥子模块,整体经济性较好。其次,提出一种面向输出电平数倍增的HMMC高、低频混合调制策略,并充分发挥SiC MOSFET开关损耗低的优势,在减小HMMC输出谐波的同时降低整体运行损耗。此外,分析混合调制策略下HMMC异质子模块直流侧能量的波动规律,提出一种高、低频模块直流侧电压稳定控制策略。最后,仿真和实验验证了所提HMMC拓扑结构和调制策略的可行性,并将所提HMMC、基于单一器件MMC和现有HMMC在损耗和成本方面进行综合对比,证明了该方案在降低损耗和减小成本方面优势显著。     

一种新的混合有源滤波器控制方法

针对混合有源滤波器HAPF的传统控制方法中存在的不足，提出了一种基于离散滑模控制算法的电流跟踪控制方法，避免了传统控制原理中系统滤波能力与稳定性之间的矛盾，不仅系统响应迅速，而且具有满意的控制精度，易于实现数字控制，仿真结果表明新的控制方法行之有效．     

基于神经网络和非线性原—对偶内点算法的电网无功优化补偿

在简要分析了传统的电力系统无功优化的方法后，针对无功优化计算中离散变量和 连续变量共存的问题，提出了用神经网络对补偿后电网的质量参数进行预测，并结合求解无功优化的非线性原－对偶内点算法进行全局寻优，实现对电网无功优化补偿的控制方法．结果表明，该控制系统提高了系统的功率因数，减少了系统的损耗，初步解决了电网参数复杂、补偿系统难以建模等问题，并证明了该算法的有效性．     

一种电力有源滤波器电流控制的新方法

针对电力有源滤波器存在滤波效果不够理想这一问题，并根据系统参考信号是周期变化的特点，提出了递推积分PI积分控制算法，实现对系统的无差控制。在此基础上，为提高系统响应速度，将递推积分PI控制与滞环控制有机结合，提出了复合型滞环控制方法。该方法具有计算量小、容易工程实现的特点。利用频域分析法从理论上证明了所提出的控制算法的有效性。最后，对所提出的方法和传统的滞环控制方法进行了仿真和实验研究，从快速性和控制精度2个方面进行了比较，验证了所提出的方法的可行性。     

基于神经元自适应PID的STATCOM直接电压控制方法

根据配电网无功功率补偿的工程要求,提出了一种静止同步补偿器(STATCOM)电压控制的新方法--基于神经元自适应PID的直接电压控制.该方法利用瞬时功率平衡的思想,通过简单的代数运算获取电压指令信号,基于该控制方法,STATCOM能够维持公共连接点电压稳定在给定值附近,而且该控制方法具有对主要参数扰动的鲁棒性.仿真和试验结果表明了该控制方法的有效性.     

基于逆变器两侧能量平衡的HAPF电流控制策略

针对注入式混合有源电力滤波器(HAPF)实际应用过程中出现的电网基波和谐波电压致使有源部分分压过高并向其传送能量,从而与逆变器产生的电网谐波补偿能量相抑制形成能量脉动,并导致直流侧电压的波动乃至抬升的现象,建立了有源部分逆变器两侧的能量平衡数学模型,在此基础上提出了基于比例增益在线自调整结合递推积分的改进型PI控制器,控制有源部分吸收或释放一定的有功功率,结合检测注入支路回灌谐波电流控制逆变器产生与之相反的抑制电流来抑制能量脉动,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号.实验结果证明该方法能够有效抑制有源部分逆变器两侧的能量脉动,控制直流侧电压的稳定,从而提高了系统的滤波性能.     

微网暂态稳定性研究

随着以各种分布式发电技术为基础的微网技术的快速发展,微网暂态稳定性已成为微网研究中的一项重要内容。由于微网的结构和控制策略等在不同的应用场合不尽相同,因而微网的暂态稳定问题较为复杂。针对以上问题,从影响微网暂态稳定性的4个主要方面,包括分布式微源类型、微源接口类型、负载特性和故障类型,对微网的暂态稳定性进行了总结。在此基础上,总结了提高微网暂态稳定性的主要措施。最后,探讨了微网暂态稳定性研究所亟需解决的关键问题,并就相关研究方向进行了展望。     

新型电能质量控制装置可行性研究

针对配电网的电能质量及短路电流问题,提出一种新型电能质量控制装置(a Novel Power Quality Controller),可实现对电网电压暂升、暂降、三相电压不平衡和短路故障限流的功能。分析了NPQC中并联变流器与串联变流器的PWM控制方式和反并联晶闸管的短路控制方式;研究了NPQC的电压质量补偿特性和限流特性;描述了NPQC在电压质量补偿状态与短路故障限流状态下的能量流动。最后通过仿真分析验证了新型电能质量控制装置的可行性。