孤岛微电网逆变器不平衡负载下的控制策略

提出一种孤岛微电网逆变器在不平衡负载下的控制策略,采用分序网络解耦控制,在虚拟同步发电机(VSG)控制的基础上引入自适应负序补偿环.对三相负载不平衡下的电路进行分析,得到逆变器分序网络等效电路和逆变器间负序环流产生机理.通过分序网络解耦控制得到电压环参考电压各序分量,引入分序网络虚拟阻抗改进逆变器各序输出阻抗.正序网络采用VSG控制实现正序调频调压和电流的自主分配,负序网络加入负序补偿环抑制微电网三相电压负序分量.详细分析了微电网电压负序分量与负序补偿系数和逆变器输出电流负序分量的关系.负序补偿环采用自适应控制,在实现微电网三相电压平衡的同时根据逆变器额定容量自主分配输出电流负序分量.建模仿真结果验证了所提控制策略的有效性.     

不平衡电网下SVG和APF共母线联合运行系统

针对不平衡电网下并联混合有源电力滤波器APF(active power filter)和无功补偿装置体积过大和系统损耗的问题,提出一种在不平衡电网下的静止无功发生器SVG(static var generator)和APF并直流母线联合运行系统。其中,SVG主要用来快速补偿无功和电网不平衡,APF滤出电网和SVG的特定次谐波。该联合系统通过并直流母线减小了电容的体积,使系统总体积减小;降低SVG的开关频率使系统损耗减少。对系统环流抑制策略进行了分析,确定了在从模块上加入环流进行抑制环节,并解决了并联系统中出现的环流问题。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了该联合系统的可行性。     

采用VSG策略的MMC阻抗建模及并网稳定性分析

随着分布式能源并网的增多,局部电网逐渐呈现出弱电网特性,虚拟同步发电机（VSG）控制由于可以模拟同步发电机的特性,能够为弱电网提供惯性和阻尼支撑。本文采用谐波线性化方法对采用VSG控制策略的模块化多电平换流器(MMC)进行阻抗建模。所得到的阻抗模型在低频段主要呈容性,在高频段主要呈感性,在复杂电力系统中,可能会与电网阻抗存在谐振点。分析了VSG主要控制参数对MMC阻抗的影响,发现有功-频率下垂系数、阻尼系数和虚拟转动惯量主要影响50Hz附近的阻抗。根据阻抗稳定性判据对MMC并网系统进行稳定性分析,发现并网系统在高频段有振荡的风险。     

双馈异步发电机序阻抗建模简化方法

新能源发电系统的序阻抗模型广泛应用于系统的稳定性分析和谐振分析。双馈异步发电机进行序阻抗建模时可以使用电机的电压和磁链方程或等效电路。虽然等效电路使建模过程得以简化,但是其建立的模型忽略了励磁支路的影响,且没有对简化的条件进行分析,使此类建模方法的使用产生困难。因此,基于是否计及励磁支路的电机等效电路,利用谐波线性化方法建立了双馈异步发电机转子侧的序阻抗模型,在此基础上分析两种阻抗模型之间的差异并明确简化模型的使用条件。仿真结果验证了所建立序阻抗模型的准确性,分析表明当电机的励磁支路阻抗远大于定转子阻抗时,简化模型可代替准确模型。     

基于矢量拟合法的永磁同步电机EMI模型

电动汽车中永磁同步电机常采用星型联结,因此建立星型联结的永磁同步电机高频阻抗模型是有必要的。首先,采用常见的电机EMI模型（π型）作为星型联结的永磁同步电机EMI模型,使用矢量拟合法推导电机EMI模型等效电路的阶数。在20 Hz~30 MHz范围内,永磁同步电机π型EMI模型的等效电路需要225个储能元件,为了降低电机EMI模型等效电路的复杂性,进一步分析了Γ型阻抗模型和反Γ型阻抗模型,将星型联结的永磁同步电机EMI模型的等效电路储能元件数降到56个。通过对比3种阻抗模型的端口阻抗特性,验证EMI模型优化方法的可行性。将电机EMI模型的等效电路代入电机驱动EMI仿真系统中进行时域仿真,仿真时域波形经EMI接收机模型处理得到噪声频谱。在150 kHz~30 MHz频率范围内,电动机驱动系统EMI接收机测试结果与仿真结果基本一致。     

环境温度对电励磁双凸极发电机输出特性的影响

电励磁双凸极发电机DSEG(doubly salient electro-magnetic generator)是一种高温运行能力强的新型无刷直流发电机,但对其温度特性尚缺乏研究。为给DSEG设计和应用提供理论依据,对环境温度改变时的DSEG发电性能进行研究。采用等效磁路法和有限元法,并结合不同温度下的铁心材料磁导率曲线,分析了温度对电机磁场和绕组电感的影响;研究了不同温度下电机的负载特性;将不同温度下的铁心材料和绕组铜材进行组合,通过有限元建模对比分析,研究了温升导致的电枢绕组电阻变化和铁心磁阻的变化单一变量对电机外特性的影响。最后在电机动态温升实验及静止热实验的基础上,进行温度特性实验,将电机冷态和热态实验结果和仿真结果进行对比分析,验证了理论研究和仿真的正确性。所得结论对DSEG的电磁设计和工程应用具有指导性意义。     

基于连续小波变换的电力系统动态稳定综合评估

提出一种基于连续小波变换的电力系统主导振荡模式、振荡模态、参与因子及同调机群的综合评估方法.首先,借助小波变换实现电力系统多通道广域量测信息的时频域分解,获取各量测通道对应的小波系数矩阵;针对各小波系数矩阵,通过小波功率谱甄别与系统主导振荡模式强相关的关键小波系数向量;然后,利用关键小波系数向量估计系统主导振荡模式的振荡频率和阻尼比;在此基础上,借助交叉小波变换,估计各主导振荡模式下系统的振荡模态;进一步地,根据估计得到的振荡模态,估计系统各量测通道的参与因子和同调机群构成,实现基于连续小波变换的电力系统动态稳定综合评估.利用所提方法对16机68节点测试系统的仿真数据和实际电网的广域实测数据进行分析,结果验证了所提方法的有效性和可行性.     

含储能型虚拟同步发电机的直驱风机并网系统自适应协调阻尼控制策略

储能型虚拟同步发电机(VSG)的灵活控制特性能够为风电并网系统提供有效的频率和电压支撑,然而系统振荡特性会受到一定程度的影响,同时风电时变出力特性导致的运行点变化也将使得定参数阻尼控制表现出适应性不足的问题.为此,提出了适应风电出力时变特性的自适应协调阻尼控制策略.首先,在风电并网系统状态空间模型的基础上推导线性变参数模型,以直驱风机的有功功率为调度变量,根据稳定域确定运行空间范围;然后,利用间隙度量对运行空间进行划分,确定各子运行空间的典型运行点并将其作为多胞形顶点,建立调度增益与系统运行工况以及控制器的映射关系;最后,针对不同频率振荡模式协调设计自适应控制器.测试系统的仿真结果表明,所设计的自适应协调阻尼控制器不仅能够同时阻尼含储能型VSG并网系统中的次同步振荡和低频振荡,也能在风电出力大范围时变工况下保持良好的阻尼水平.     

TQFR-3000 型同步牵引发电机的外特性曲线分析

TQFR-3000型同步牵引发电机在考虑电压电流的限制条件下,为了充分利用柴油机的功率,同步牵引发电机外特性曲线和功率曲线应该保持在理想状态。而同步牵引发电机所拥有的自然外特性曲线,无法使柴油机保持恒定功率。通过对TQFR-3000型同步牵引发电机的外特性曲线进行分析并调节,使同步牵引发电机的外特性曲线和功率曲线达到理想状态。     

Improvement of coercivity and thermal stability of Nd-Fe-B sintered magnets by intergranular addition of Tb80Fe20 alloy

To improve the coercivity and temperature stability of Nd-Fe-B sintered magnets for high-temperature applications, the eutectic Tb₈₀Fe₂₀ (wt%) alloy powders were added into the Nd-Fe-B sintered magnets by intergranular method to enhance the coercivity (H_cj) and thermal stability. The microstructure, magnetic properties and thermal stability of the Nd-Fe-B magnets with different Tb₈₀Fe₂₀ contents were studied. The experimental results demonstrate that the coercivity (H_cj) of the sintered Nd-Fe-B magnet is significantly enhanced from 14.12 to 27.78 kOe, and the remanence (B_r) decreases not obviously by introducing 4 wt% Tb₈₀Fe₂₀ alloy. Meanwhile, the reversible temperature coefficients of coercivity (β) and remanence (α) of the Nd-Fe-B magnets are increased from ?0.5634%/℃ to ?0.4506%/℃ and ?0.1276%/℃ to ?0.1199%/℃ at 20–170 ℃, respectively. The Curie temperature (T_C) of the Nd-Fe-B magnet is slightly enhanced with the increase of Tb₈₀Fe₂₀ content. Moreover, the irreversible flux magnetic loss (h_irr) is obviously reduced as Tb₈₀Fe₂₀ addition increases. Further analysis of the microstructure reveals that a modified microstructure, i.e. clear and continuous RE-rich grain boundary layer, is acquired in the sintered magnets by introducing Tb₈₀Fe₂₀ alloy. The associated mechanisms on improved coercivity and thermal stability were comprehensively researched.