基于指数平滑与CEEMDAN的混合储能控制策略研究

随着风电并入电网渗透率的提高,其出力波动性会危及电力系统的安全稳定运行,混合储能装置的使用能很好地平抑风电并网的波动,改善电网的运行能力。为符合国家并网的标准,文章提出了混合储能控制策略。首先,运用指数平滑法滤除风电出力的高频分量得到并网功率;其次,采用自适应噪声的完整集合经验模态分解,将风电波动功率按频率高低依次划分为不同的固有模态分量,计算相邻固有模态分量的互信息来分离高频和低频分量,并分别由电池和超级电容承担低频、高频分量;为了消除荷电状态越限的问题,采用自适应调整分界点实现储能内部协调优化运行。算例结果表明,文章所提出的控制策略具有一定的适用性,能确保储能装置运行在安全荷电状态,延长其运行寿命。     

模块化多电平换流器IGBT状态参数在线监测方法*

考虑模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter ,MMC)可靠性与关键元件参数密切相关,本文提出一种针对其子模块(Submodule, SM)中绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)状态参数估计的新方法。首先分析子模块开关状态量与电压的关系并建立桥臂电压数学模型;针对通过传感器采集的桥臂数据存在测量噪声,引入卡尔曼滤波理论,在线性最小方差准则下,建立了MMC子模块IGBT状态参数监测信息的数学模型,从而得到桥臂各子模块IGBT状态参数。该方法仅利用输电系统中已布置传感器,无需添加新的采集点,在不增加量测系统复杂度的同时有效降低投资成本与采样开销。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了MMC-HVDC的电磁暂态仿真模型,通过仿真验证了所提出的估计算法的有效性,且能有效消除桥臂传感器噪声的影响。该方法对提高监测系统的便携性,降低成本和能耗,有一定的参考价值。     

基于时空特性以及需求响应的DG和EV充电站多目标优化配置

针对可再生分布式电源(DG)及电动汽车(EV)大规模接入给配电网带来的用电量增长以及电压波动问题,提出一种基于时空特性以及需求响应的DG和EV充电站多目标协调优化配置方法.通过提取城市路网的拓扑结构,监测路网流量,基于交通规划软件TransCAD进行起讫点(OD)矩阵反推,构建出行概率矩阵以描述用户的出行特性;基于蒙特卡洛方法模拟EV的时空分布特性,考虑EV、DG与常规负荷的时序特性,并基于改进K-means算法构建风-光-负荷的典型运行场景;兼顾电网侧与用户侧,以综合效益、系统负荷波动以及充电耗时成本为目标,构建DG和EV充电站的多目标联合配置模型,并采用改进粒子群优化算法进行求解.结合IEEE 33节点配电网与某城区主干道路网模型进行仿真分析,结果验证了所建模型的有效性与可行性.     

基于模糊神经网络的MCR电压无功控制

针对磁控电抗器MCR恒压/恒功率因数控制模式无法兼顾电压及功率因数的不足,提出综合考虑电压及功率因数的模糊神经网络加权控制策略,详细阐述模糊神经网络控制器的结构及其参数调整方法,设计由恒压和恒功率因数模糊神经网络控制器组成的控制系统,控制MCR输出的感性无功。算例仿真结果表明,该控制系统具有良好的负载跟踪特性,能实时跟踪电网电压及功率因数的变化;与传统PI闭环控制模式相比,具有超调量更小及响应时间更短等特点。     

微电网中SOFC发电系统控制策略的研究

研究了按主从方式运行的微电网中,以固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统为主控机的控制策略。将该发电系统划分为原动机模块及接口模块两部分,探讨了功率偏差与模块间直流电压的相关性。在考虑电池利用率指标对安全运行影响的前提下,分别为DC/DC变换器以及逆变器设计了多环反馈控制器,使SOFC发电系统通过模式开关切换,在微电网联网模式下输出设定功率;在孤岛模式下作为平衡机组,输出给定电压并为微电网提供频率参考。还引入了直流电压-频率下垂特性,将主控机与负载之间的有功偏差转化为全网的频率偏差,则微电网中的一次调频机组据此调整出力,以达到改善网络暂态响应特性的目的。仿真分析验证了该控制策略的正确性。     

考虑线型因子的变压器油纸绝缘系统微水含量评估

针对现有的时域介质响应方法无法直观诊断变压器受潮情况,现从微观动力学的角度分析线型因子与微水含量的内在联系。提出的时域微分解析法将隐含在去极化电流曲线中的不同介质极化过程逐一分解,不但可求得线型因子,而且能直观地判断弛豫项数。通过对变压器测试曲线的解析结果表明,变压器的受潮程度与弛豫项数相关及线型因子有密切联系:弛豫项数越多,绝缘系统内部微水含量越多;绝缘系统受潮越严重,表征绝缘纸极化的线型因子越大。     

基于ADP的复合燃料电池发电系统控制策略

在研究燃料电池/超级电容器复合电源结构基础上,引入了一种基于近似动态规划(Approxi-mate Dynamic Programming,ADP)的方法,用于燃料电池能量管理。详细介绍了ADP方法中执行依赖的启发式动态规划(Action-Depended Heuristic Dynamic Programming,ADHDP)的原理及构成。采用模糊神经网络产生控制信号,取代了传统由多层感知器所构成的执行网络,使得输入与输出之间的物理意义更为明确;采用增量输出的方式更适用于由于燃料利用率上下限所造成的强动态约束环境。针对复合发电系统的状态变量与控制信号,本文详尽阐述了评价网络与模糊神经网络的结构及其参数的调整方法。最后,仿真分析验证了控制策略的正确性以及良好的负载跟踪特性,并且在暂态过程中,燃料利用率仍在约束的范围内,保证了燃料电池的稳定运行与较高的发电效率。与传统的PI调节方式比较,本文采用的ADP方法具有响应快、超调小的特点。     

燃料电池／超级电容器混合发电系统能量管理策略

给出由燃料电池和超级电容器构成的混合发电系统的能量管理策略.在拓扑分析的基础上,制定了双向、单向DC/DC变换器的控制策略.在微分平滑理论的基础上,给出了基于超级电容器电流的直流母线电容能量动态轨迹规划方案,在实现负载快速跟踪的同时,缓解了超级电容器的暂态大电流状况.提出了燃料电池输出功率的模糊控制律,充分考虑燃料电池与超级电容器的工作状态,调节燃料电池出力,在保证负载正常供给的前提下,维持超级电容器储能为给定值.引入了超级电容器及燃料电池电流饱和方程,确保发电系统安全运行及其使用寿命.仿真分析验证了该能量管理策略的正确性,还展示了该发电系统对负载功率的调节作用.     

采用改进相位控制方法的微网并网/孤岛平滑切换策略

针对主从控制下的微网并网/孤岛运行模式切换问题,设计了综合功率控制、幅值控制与相位控制的微网模式控制系统。给出了主动离网的负载转移策略,降低了该过程对主控单元的冲击;提出了一种无锁相环的相位控制方法,与传统方法相比,其结构简单,实现了孤岛微网并网前的预同步,而且确保了运行模式切换前后频率和相位的连续。最后,建立了微网系统仿真平台,对被动离网、主动离网以及孤岛转并网的暂态过程进行分析,验证了所提策略的正确性。     

模块化多电平换流器快速能量等效建模

为解决模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)电磁暂态仿真效率低的问题,提出一种针对MMC桥臂及子模块等效的快速能量等效模型,具有建模过程简单,方法可靠的优点。通过对MMC桥臂进行受控源等效,保证换流器的外部特性一致,并使得桥臂与子模块间电气解耦;再利用桥臂与子模块只有二次信息交换的特点,对子模块进行开关简化与能量等效建模,简化了仿真电路,减少电路中的非线性元件。在PSCAD/EMTDC仿真平台上对所提仿真建模方法进行验证,对比详细模型提速效果可以达到1736倍以上,结果表明所提快速能量等效模型的有效性,能够保证高仿真精度,并在仿真效率上极大的提升。