用于V2G的双向DC/DC变换器设计北大核心

为了解决应用于电动汽车与电网进行双向互动的双向DC/DC变换器的设计问题,对该变换器的应用环境特点、负载特性、双向有源桥和谐振式CLLC的特性等进行了研究。通过对实际应用场景和负载特点的分析,归纳出了应用在此类环境下的双向DC/DC变换器应该选择能够在较宽增益变化范围内实现软开关的拓扑;通过结合实际应用场景,对比了双向有源桥和谐振式CLLC拓扑,选择了谐振式CLLC作为该变换器的基本拓扑;给出了基于谐振式CLLC拓扑的双向DC/DC变换器的设计流程及关键参数的计算公式;基于谐振式CLLC拓扑和流程设计了一台3 k W的双向DC/DC变换器。研究结果表明:以Si MOSFET为开关器件,当开关频率在100 k Hz以上时,变换器的正反向效率可以达到96.6%。     

基于温漂补偿的高温电涡流位移传感器

介绍能够工作于20~500℃高温环境下的电涡流位移传感器.通过对传感器探头材料的选择与结构的改进,使传感器探头能够适应环境温度的剧烈变化;利用恒频调幅电路与峰值检测电路,完成位移信号至电压信号的基本转换;通过在传感器输出级加入温度补偿电路,分别针对灵敏度与电压基值进行补偿,实现了对温度影响的有效抑制.在设计的实验硬件系统中对传感器的输出特性进行测量,实验结果验证了该电涡流位移传感器在20~500℃的温度环境内具有良好的灵敏度与线性度,并且具有有效的温漂抑制特性.     

基于高阶内模的非线性离散系统迭代学习控制

针对一类工作于重复条件下的一阶非正则离散时间非线性系统追踪迭代域非严格重复的参考轨迹问题,提出基于高阶内模(HOIM)的迭代学习控制方法.利用高阶内模,描述系统输出追踪参考轨迹的迭代域变化规律问题.在针对非线性系统的迭代学习控制律设计过程中,根据内模原理,将高阶内模与D型迭代学习控制律相结合,设计合适的学习增益.从理论上严格证明,在所提出的基于高阶内模的迭代学习控制律的作用下,系统跟踪误差的迭代域收敛性.对机械手离散时间模型的仿真结果表明了该迭代学习控制方法的有效性.     

智能配电系统的发展现状与展望

随着分布式发电、电动汽车、智能电表和新一代无线通信等的发展,以及通过电价机制实现需求侧管理,配电系统的状况逐步发生变化,智能配电系统应运而生。作为未来智能电网的重要组成部分,智能配电系统可以充分利用自身的灵活性对资源进行优化配置,也有能力参与上层输电系统的优化调度或市场化运行。在过去的10多年间,国内外不少学者对未来配电系统的组成、体系架构、规划方法、运行策略等进行了比较广泛的研究,逐步建立了智能配电系统的概念。在此背景下,对含电动汽车的智能配电系统的研究现状做了评述并对将来的发展进行了展望。首先分析了智能配电系统的体系构成,并给出了一种系统架构;之后对智能配电系统的组成部分和核心技术进行了分析,并指出了有待研究或进一步研究的问题。最后,就智能配电系统的规划、设计、运行与控制等方面所面临的挑战做了探讨。     

电力系统故障诊断的时序模糊逻辑推理方法

电力系统故障诊断中主要存在两类不确定性因素,即保护和断路器动作的可靠性、调度中心接收到的警报信号的正确性和完整性。如何适当描述和处理这些不确定性因素是电力系统故障诊断领域尚未很好解决的重要问题,在一定程度上影响故障诊断结果的准确性。在此背景下,提出了一种将时序推理和模糊推理相结合的电力系统故障诊断方法。首先,分析了时序推理与模糊推理应用于电力系统故障诊断的可行性。之后发展了一种警报数据预处理方法,并构建了一种时序模糊逻辑推理模型。所发展的方法能够较为全面地处理故障诊断过程中的两类不确定性因素,并能解释整个故障演变过程。最后,用算例说明了所提方法的可行性与有效性。     

500kV无人值班变电站直流电源容量配置的改造方法

直流系统是变电站的重要组成部分,其设计方案的合理性直接影响变电站的安全、可靠运行。针对500kV变电站实现无人值班新模式,对直流电源的安全性、可靠性提出更高的要求;统计分析现有有人值班的500kV变电站直流用电负荷,介绍了近年来变电站直流电源技术的发展;分析变电站内的各种直流负荷,提出满足实际需要的蓄电池容量和充电装置容量的选择方案;最后,以安徽某500kV无人值班变电站直流系统为例,计算并配置该变电站直流电源容量,为同类直流电源改造提供了参考。     

海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略

在电力系统出现故障后,恢复非故障区域的供电可有效提高系统自愈能力。针对应急发电机、储能装置辅助的海上多平台互联电力系统,提出了一种适用于孤岛电网故障后的供电恢复策略。首先,提出了电源恢复优化模型所考虑的4种指标:故障恢复效果、故障恢复时间成本、对非故障区域内潮流影响和启动应急发电机数量。此外,给出了具有潮流约束、网络安全约束和网络拓扑约束的故障后供电恢复优化模型。然后,将遗传算法应用于该供电恢复策略中,通过改变电力系统中开关的分合状态来调整电网的运行方式,进而恢复非故障区域的供电。最后,结合IEEE 53节点配电系统和海上多平台互联电力系统的大量仿真实验,验证了所提电源恢复策略的有效性,此外,还评估了含储能的海上多平台互联电力系统的自愈控制能力。     

计及通信失效的输电系统信息物理协同恢复策略

为应对输电系统信息物理复合故障,提出了一种计及通信系统失效的信息物理协同恢复策略。首先,基于发电机、电力线路与负荷的故障特性,综合考虑了系统频率、节点电压、线路容量等安全约束,构建了物理系统的恢复模型。然后,提出了一种基于通信网络拓扑的信息系统恢复策略。接着,考虑信息系统故障给发电机出力调节、电力线路投运以及负荷恢复可能造成的延时,建立了物理系统恢复与信息系统恢复的交互模型。经过对潮流线性化处理,上述3个模型被整合为一个混合整数二阶锥规划模型。最后,以IEEE 30节点标准电力系统为基础构建了输电信息物理系统算例,来说明所提方法的可行性与有效性。算例结果表明,所提出的协同恢复策略能有效避免信息物理恢复操作不协调引起的二次停电,从而加快负荷恢复、降低停电损失。     

含SVG的新能源多馈入系统振荡分析和广义短路比计算

弱电网中静止无功发生器(SVG)与新能源设备交互作用明显,如何分析含SVG的新能源多馈入系统的振荡特征是个难题.为此,建立了SVG和新能源联合运行且网络结构保持的系统动态模型,提出了考虑SVG影响的新能源多馈入系统广义短路比计算方法,并用于判断系统是否稳定以及量化系统稳定裕度.首先,推导了网络结构保持的模型的系统传递函数矩阵和特征方程;然后,基于模态摄动理论构造了可近似多馈入系统主导特性的等效同构多馈入系统,并严格论证广义短路比可用于分析含SVG的新能源多馈入系统的振荡稳定裕度;最后,给出了考虑SVG影响的新能源多馈入系统广义短路比及其临界值计算方法,以及电网强度和系统振荡稳定裕度的量化方法.仿真算例说明了所提分析和计算方法的有效性.     

基于预处理共轭梯度迭代法的电力系统状态估计算法

随着中国电网省地一体化和输配一体化的不断发展,电力系统计算的维度越来越高.状态估计作为电力系统态势感知中的基础环节,需要保证其实时性,而加权最小二乘法是电力系统运用最广泛的状态估计方法.为此,针对加权最小二乘法在牛顿迭代过程中矩阵乘法和线性方程组求解耗时较长的特点,根据Krylov子空间方法中共轭梯度法的思想,设计了一种基于预处理共轭梯度迭代法的电力系统状态估计算法.该方法采用不完全LU分解法对原始线性方程组进行预处理,并采用图形处理器(GPU)并行加速技术对矩阵乘法、线性方程预处理和共轭梯度法迭代进行加速.算例分析表明了文中方法加速效果明显,内存和显存占用较低,经过不完全LU分解法预处理的线性方程组迭代次数少,能够满足大规模电力系统状态估计的实时性要求.