新能源直流微网的控制架构与层次划分

以新能源直流微网为研究对象,融合集中控制和分散控制特点,提出一种直流微网层次控制架构。根据直流微网的物理特性,将控制框架划分为变流器控制层、母线控制层和调度管理层。在变流器控制层,将各类变流器统一为终端控制型和母线控制型;在母线控制层,根据母线电压划分3种运行模式,以实现系统中各单元的自适应模式切换;在调度管理层,中央控制单元通过自上而下的决策仲裁机制,实现系统的整体优化。位于底层的变流器控制层通过分散自治控制保证系统的可靠性;处于顶部的调度管理层通过集中控制提升系统的灵活性;处于中间的母线电压控制层作为重要衔接,实现系统的能量流动和信息交互。最后,通过理论分析和实验测试,验证了所述控制策略的有效性。     

脉冲电源污水处理技术

论述了臭氧发生法、高压脉冲放电法和脉冲电解法等脉冲电源污水处理技术的研究现状及展望 ,重点论述了相关脉冲供电电源的最新探索 ,指出了限制脉冲电源污水处理技术广泛应用的主要障碍是能耗大、成本高等。然而脉冲电源污水处理技术的独特优点使其有广阔的应用前景。     

电流瞬时值控制的逆变器并联系统

对采用最大电流控制法、平均电流控制法、3C电流控制法和加权电流控制法等电流瞬时值均流控制的逆变器并联系统进行统一建模,提出了一种统一的小信号模型.利用该模型,可以很方便地分析系统在电路参数一致和不一致情况下的均流环稳定性问题.对多台并联系统的阻抗匹配特性问题进行了研究和探讨,讨论了均流环控制参数和并联逆变器台数对并联系统均流性能的影响.通过对两台220 V输出、单台最大输出功率为1 kW的逆变器并联系统进行实验,验证了理论分析的正确性.
     

低压微网逆变器的“虚拟负阻抗”控制策略

提出基于"虚拟负阻抗"的控制策略对低压微网中的并联逆变器进行控制,该策略包含"虚拟负电阻"和虚拟电感两部分。"虚拟负电阻"用以降低由阻性线路引起的功率耦合,并减小并联系统输出电压降落;虚拟电感使逆变器本身的输出阻抗呈感性,调节系统感抗匹配程度以提高无功分配精度;分析非基频暂态稳定性对"虚拟负电阻"取值范围的限制,提出增大该取值范围的改进方案。改进方案使并联逆变器能稳定运行于基波系统阻抗角位于第二象限的新区域,可提高线路参数漂移和估算不准确时的系统性能。此外,给出用波德图对并联逆变器功率环路进行稳定性分析的方法。仿真和实验结果验证了上述控制策略和方法的有效性。     

配电网电力电子装备的互联与网络化技术

电力电子技术在电力系统中有着极为广泛的应用。近年来,电力电子技术在配电系统中获得迅猛发展,其主要功能从传统的电能质量调节、可再生能源接入和用户侧的节能用电等,扩展到配电网的电能双向、甚至多向流动控制以及复杂的电能调控管理。因此,电力电子装备传统的独立工作模式已经无法满足越来越复杂的配电网的需要,亟需将相互独立的电力电子设备互联起来以实现整体协调和控制,从而真正做到能量和信息集成的一体化网络。这种发展趋势既给电力电子技术本身带来新的挑战,又为配电网带来新的变革,并促进直流配电网的发展。该文综述了配电网中电力电子设备网络化的重要性及其概念,讨论了电力电子装备的发展方向,并从功率和通信两个层面探讨了电力电子网络化所需的关键技术。同时,介绍了基于电力电子变换器的直流配电网的特点、可能的组成架构以及相关的技术问题。     

模块化光伏并网逆变器的线性功率控制

基于CAN总线模块化光伏发电系统的传统控制方案中,控制性能受到CAN总线传输速度的影响,动态特性较差。本文根据光伏组件与逆变器的功率特性曲线,分析了系统动态特性与光照变化时母线电压波动之间的内在关系,并提出了线性功率控制方法,有效地缩短了系统的响应时间,从而很好地抑制了光照变化导致的母线电压波动,提高了并网电流的品质和系统的可靠性。论文详细分析了线性功率控制中线性斜率对系统控制性能的影响,给出了控制方法的实现方式和设计流程,并搭建了实验原理样机进行系统动态测试。实验结果与理论分析一致,充分验证了控制方法的有效性。     

基于电磁耦合的电缆导体运行温度直接测量方法

为测量电缆导体运行温度,提出了一种基于电磁耦合原理的电缆导体运行温度直接测量方法,通过在电缆接头处植入测温传感器,直接获取电缆导体的运行温度。与现有的测量电缆表皮温度后根据热力学模型计算导体温度的方法相比,该方法可以快速精确测量电缆接头处导体的实时温度,从而及时发现局部发热点。根据传感器电路结构的不同,直接测温技术分为2种基本方式:有源传感器方式和无源传感器方式。有源传感器方式的测温精度较高,而无源传感器方式则具有传感器体积小、测温范围宽的优点。详细介绍了一种有源传感器测温模块的安装方法,并搭建了测试系统,进行了阶跃电流下单芯110kV电缆的模拟现场温升试验。结果表明,植入的传感器模块不影响电缆接头的电气性能,所测温度与模拟回路直接测量的温度曲线在形状及响应趋势上完全一致,验证所提出方法的有效性。     

C-filter LCC断续工作模式逆变桥损耗分析

工作于谐振电流断续模式(DCM)的容性滤波LCC谐振变换器易实现软开关,能可靠高效地工作。同时,它具有优良的调压特性,拓扑上无需输出滤波电感,适用于高压大功率场合。然而,目前缺少开关管损耗的分析和计算方法,导致工程上难以实现可靠的系统热设计。针对工作于DCM下的容性滤波LCC谐振变换器,进行了逆变桥部分的开关管损耗分析。利用谐振电流的封闭表达式及开关管的特性数据,得到了开关管损耗的理论计算方法。最后,以一个输出指标为直流3.6 kV/0.3 A的谐振变换器为例,给出了逆变桥IGBT的理论计算和实验测量损耗结果,验证了理论计算的有正确性。     

功率/信号复合调制的光伏优化器设计

在配置光伏优化器的分布式光伏系统中,通信功能与最大功率点跟踪(MPPT)功能同样重要.此处提出了一种利用功率/信号复合调制进行电力线载波通信(PLC)的光伏优化器设计方法,通过将调制信号叠加于光伏优化器的功率控制环上,实现数据信号发射.该方法无需额外的信号发射电路,节省了硬件成本.通过建立系统模型,分析了优化器在直通模式下通信和功率传输之间的相互影响.最后,通过搭建一个包含12块光伏组件的2.2 kW的系统,实现了 3.75 kbit·s-1的通信速率,验证了该设计方法在光伏系统中的可行性.