计及配电网线路阻抗影响的自适应接地故障消弧控制策略

接地故障电弧可靠熄灭是配电网安全运行的重要保障,针对现有有源消弧方法很难同时兼顾高阻与低阻接地故障消弧需求的问题,文中提出一种计及配电网线路阻抗影响的自适应接地故障主动调控方法。首先,推导了故障点残压、残流随接地电阻和故障距离的变化规律,证明电压消弧受线路阻抗影响的机理。其次,通过对比配电网接地故障电流完全消弧与未完全消弧时线路特征参量的差异,提出将故障相的负荷总电流与消弧变流器并网点线路电流差量转换为故障点残压补偿量,以抵消线路压降对电压消弧的影响。通过分析控制系统传递函数与波特图,证明该控制方法具有较强的稳定性和对线路参数变化的适应性。最后,通过MATLAB/Simulink仿真以及RTLAB硬件在环实验,验证所提消弧控制策略的可靠性与可行性。     

面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在模拟传统同步发电机(synchronous generator,SG)稳态输出特性的同时,也将面临与SG类似的暂态稳定性问题。相比SG,VSG的强非线性使其暂态稳定性分析愈加复杂,目前鲜有研究综合系统状态极限与故障持续时间极限对VSG暂态稳定性能进行量化分析。该文从极限切除角(critical clearing angle,CCA)与极限切除时间(critical clearing time,CCT)两个表征VSG暂态稳定性能的核心指标出发,对VSG进行暂态分析与控制。首先,基于扩展等面积法则,并借助于Runge-Kutta算法与最小二乘法等数学分析手段,对CCT与CCA进行定量分析,指出转动惯量对CCA与CCT的作用效果不一致;基于此,提出一种基于转动惯量灵活控制的等比例面积准则(equal proportional area criterion,EPAC),可为VSG转动惯量的控制提供指导;然后,基于定量的理论分析提出一种面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略,从CCA与CCT两方面提高VS...     

含储能和氢燃料电池的孤岛微电网混合运行模式与功率协调策略研究

孤岛微电网可就地消纳清洁能源,实现一定范围内的零碳电力供应。但由于孤岛微电网没有大电网的支撑,高比例分布式能源由电力电子变流器接入又导致其缺乏惯性,运行时难以同时实现频率稳定、供电可靠和新能源高效消纳。针对含储能和氢燃料电池的孤岛微电网,结合主从运行模式与对等运行模式的优点,提出一种基于组网型电源协调控制的混合运行模式。储能和氢燃料电池控制为组网型电源,分别采用恒压恒频控制和虚拟同步机控制,其他清洁能源作为随网型电源采用恒功率控制。功率协调算法中将储能荷电状态作为氢燃料电池的功率调节参考,并引入功率微分项改善动态调节性能,实现储能与氢燃料电池的弱通信协调运行。MATLAB/Simulink仿真结果表明,所提方法可以兼顾孤岛微电网的频率稳定性,运行可靠性和新能源利用率,证明了混合运行模式与功率协调策略的正确性和有效性。     

基于ASVG的电网无功和电压控制方案的研究

分析湖南电网运行的现状,提出基于ＡＳＶＧ的电网无功优化补偿和电压稳定控制方案,并围绕无功优化和电压稳定,根据湖南电网的实际情况,提出采用先确定先导节点,再进行改进的模糊多目标优化的方法选取ＡＳＶＧ最佳设置点,阐述用改进的退火选择遗传算法进行含ＡＳＶＧ的电力系统无功潮流优化调度的问题。     

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.     

考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法

当电网发生严重故障时,虚拟同步发电机(VSG)易发生功角失稳并导致故障电流越限,现有方法大多忽略功角失稳与故障过流之间的内在关联性而将二者单独处理,导致二者难以同时解决。为此,分析了VSG的暂态功角特性和故障电流特性,阐释了产生上述问题的原因及相互关系;基于相图理论分析了多影响因素下VSG的暂态功角稳定性,提出了一种考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法,该方法在自适应调节有功功率指令以保持功角稳定的基础上联合调节无功调压系数,并引入准静态近似虚拟阻抗,同时实现了故障期间VSG的暂态功角稳定和全故障限流。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及所提控制方法的有效性。     

三端口隔离DC-DC变换器软开关特性

三端口隔离三有源桥(TAB)DC-DC变换器作为新能源接入的一种积极探索与尝试,在分布式光伏接入、新能源汽车及多电压等级直流用电需求等领域得到了广泛关注.软开关能力作为TA B应用的关键优势之一,可以有效地降低开关损耗、提升变换效率.然而,由于开关管数量增多,TAB的工作模式及移相控制方法较双有源桥(DAB)DC-DC变换器出现了成倍增加的现象,现有DAB的零电压开通(ZVS)已不利于推广至TAB.该文在分析TAB工作原理的基础上,从开关管驱动信号出发,将TA B的等效电路进行了分解,构建双电源作用下电感电流的统一表达式.基于叠加定理,TAB每个开关管开通时刻的电感电流均可以由多个双方波电压源作用下的电感电流相加得到,并且不受移相控制方法的影响,计算简便.基于TA B等效电路的分解模型,该文绘制不同移相控制方法下TAB的全开关ZVS区域,并对其进行讨论分析.最后搭建实验平台,验证了该方法的可行性与有效性.     

中低压直流变压器拓扑与控制综述

直流变压器作为直流电网中实现电压变换与电能分配的核心装备,其运行特性对直流电网影响深刻.基于此,对中低压直流电网中直流变压器的研究现状进行了总结与分析.首先,简要阐述了直流变压器的基本功能和典型运行场景;考虑到拓扑是直流变压器适应不同电压等级应用场合的关键,从端口数量和能量耦合方式的角度对直流变压器拓扑进行了分类,明确了各类拓扑的主要特征;其次,全面分析了直流变压器在稳态与暂态运行过程中包括效率优化、软启动、直流偏置电流抑制等方面的控制策略,有利于保障直流变压器在复杂工况下的高效可靠运行;然后,对直流变压器核心部件——高频变压器的关键技术进行了讨论,为高频变压器的选型和设计提供了参考;最后,对直流变压器未来的发展趋势进行了展望.     

基于虚拟电机技术的直流微电网与主电网柔性互联策略

直流微电网接口变换器大多采用"刚性"的变流控制策略,由于直流微电网缺乏与主电网柔性互联的机制,导致接口处惯性与阻尼不足,且无法主动参与主电网功率调节。本文提出一种基于虚拟电机技术的直流微电网与主电网柔性互联策略,接口变换器采用级联型电力电子变压器,交流侧和直流侧融合统一的虚拟电机控制,两侧同时模拟电机运行特性。通过模拟电机的阻尼和惯性,使直流微电网呈现出柔性特性,降低了其内部功率波动对主电网的冲击,且提升了直流母线电压的稳定性。同时,还可主动调节接口处的有功和无功功率,对主电网频率和电压给予一定的支撑。利用PSCAD/EMTDC的仿真结果证明了所提柔性互联方法的正确性和有效性。