基于MMC的铁路功率调节器环流抑制策略

针对铁路电力机车负荷对电网带来的电能质量问题，多电平铁路功率调节器（MRPC）能够满足高压大功率应用领域的要求，实现电能质量的改善和调节。然而，MRPC内部存在的桥臂环流将影响MRPC输出特性。本文首先建立了三桥臂MRPC环流模型，分析了MRPC环流、桥臂电流和交流输出电流之间的数学关系，在此基础上对MRPC环流机理和构成进行了分析。为了抑制MRPC环流，提出了基于比例谐振调节器的环流抑制策略，该方法可以降低补偿延时，改善环流抑制效果。最后，通过RT-LAB实时仿真平台，对三桥臂MRPC环流抑制策略进行了仿真验证，结果验证了该方法可以显著抑制桥臂环流，使得MRPC系统稳定运行。  

计及电动汽车和光伏-储能的微网能量优化管理

随着光伏发电和电动汽车的快速发展,电网的安全和经济运行受到了更多的关注,开展关于能量管理问题的研究有助于保证电网的稳定和高效运行.文中针对并网模式下计及电动汽车和光伏储能的微网能量管理问题,研究了根据电动汽车电池的荷电状态进行能量管理的功率计算模型,提出了兼顾光伏出力、电动汽车充放电功率、电网电价时段划分及储能能量状态的能量管理策略.在此基础上,建立了以电动汽车充放电功率为优化变量,以减少微网运行费用为目标的能量管理模型,并采用基于遗传算法与粒子群算法的混合优化算法(GAPSO)进行求解.最后以实际微网为例进行仿真,结果验证了所述方法的有效性和可行性.  

电动汽车移动储能辅助频率控制策略的研究

大量电动汽车接入电网后,不仅可以作为可控充电负荷存在,也可以作为移动储能装置为电网提供服务与支持.首先分析了电动汽车参与电网频率控制的优势,介绍了一种移动储能辅助调频系统的结构框架及工作机理.基于电力系统频率调节控制基本动态模型,建立了电动汽车参与电网一次、二次频率调节控制的模型.在此基础上,针对相关研究较少考虑电动汽车车辆属性的特点,提出了计及车辆限制和用户需求的电动汽车参与电网频率调节的控制策略.该策略能够满足车辆用户用车时间和容量的个性化需求,同时有效避免了荷电状态超限和充放电电流倍率过大对电池造成的不利影响.最后,通过两个算例对提出的模型和控制策略进行了研究分析,验证了模型与策略的可靠性.  

基于最优场景生成算法的主动配电网无功优化

针对间歇性分布式电源输出功率的不确定性和随机性，提出采用Wasserstein距离指标和K-means聚类场景削减技术生成最优场景，将随机优化问题转换为确定性优化问题。建立了风—光—荷多场景树模型，并以有功网损最小、电压偏差最小作为目标函数，考虑储能荷电状态约束影响，建立含间歇性分布式电源的主动配电网无功优化数学模型，并采用人工蜂群算法对模型进行求解。仿真分析得出基于Wasserstein距离指标和K-means聚类场景削减技术生成的最优场景能较精确地体现分布式电源有功出力的随机特性。最后，以IEEE-33节点配电系统为例进行仿真分析，验证了所提方法的有效性和可行性。  

城轨车辆牵引过程对配电网电能质量的影响分析

针对以谐波电流95％概率值和电压短时闪变值为指标的城轨电能质量传统评估方法时间粒度大的问题,提出基于小波包变换预处理的改进Hilbea-Huang变换(WPT-HHT)方法分析车辆牵引过程谐波电流时变特性.利用小波包变换的分频特性对检测信号进行预处理,避免了经验模态分解出现模态混叠的问题;分析了检测信号频率波动对瞬时电压d-q分解法计算精度的影响,推导了频率波动情况下的误差公式.采用瞬时电压d-q分解法提取车辆牵引过程网侧电压闪变包络线.对北京地铁一号线某牵引变电站24 h实测录波数据进行了算例分析,结果表明了所提方法的有效性.  

基于下垂控制的微电网变流器并网运行控制方法改进

基于下垂三环控制的微电网变流器并网运行时,电网电压存在的谐波分量将恶化微电网变流器输出电流。在不增加下垂三环控制环节的基础上,通过对传统控制方法中电压控制环的改进,提出一种简单有效地抑制微电网变流器输出电流谐波的方法。分析了传统下垂三环控制策略输出电流谐波产生的原理,将传统策略中电压调节器进行相应重组,在不影响基波输出阻抗的前提下增大微电网变流器对应谐波阻抗。分析了谐波调节环节谐振系数和截止角频率与抑制精度和抑制带宽的关系。仿真和实验结果表明,在相同电网谐波环境下改进方法能将微电网变流器对应输出谐波电流约降低至传统方法的15%,验证了该方法的正确性和可行性。  

锂离子动力电池热老化的路径依赖性研究

以北京奥运会纯电动公交车用90A·h锰酸锂电池为研究对象,将电池放置于温箱中从25℃开始,依次经历0℃、25℃、40℃、60℃和25℃的"热漂移",在每个温度下对电池依次进行C/20、C/3、C/2、2C/3和1C充放电的基准性能测试,用于量化电池容量、倍率特性和其他性能变化。"热漂移"引起电池容量衰减的根本原因包括活性材料损失、反应动力学衰退和欧姆电阻增加。利用容量增量分析法对实验结果进行分析,结果表明:电池经历0~40℃的"热漂移"已经出现容量衰退,而暴露在60℃下会导致不可逆的容量衰退,其主要原因是活性材料损失和反应动力学衰退。实验方法和结论有助于电动汽车在实际应用条件下锂离子动力电池衰退的路径依赖性研究。  

基于ANFIS和减法聚类的动力电池放电峰值功率预测

动力电池的短时峰值功率预测对于实际使用来说至关重要。本文采用基于一阶Sugeno模糊推理系统的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型估计放电峰值功率。选取温度、SOC和欧姆内阻为模型输入量,10s脉冲放电峰值功率为输出变量。基于实测和曲线拟合相结合的方法得到训练数据组,采用305组数据组模型进行训练,采用网格生成法和减法聚类法分别生成模糊集合,并采用单一BP神经网络方法和混合训练方法分别进行模型训练。发现采用减法聚类法生成模糊结构,能大幅减少模糊规则的数目,并提高收敛速度,在满足预测准确度的前提下降低了模型的复杂程度;采用混合训练方法进行网络学习能够加强模型的收敛能力并克服单一BP算法的局部最优问题,准确度更高。最后,采用125组数据组模型进行验证,预测误差在10%以内,基于ANFIS的模型能够很好地估计电池的脉冲峰值功率。  

模块化多电平换流器子模块故障时中性点移位容错控制策略

模块化多电平换流器(MMC)发生子模块故障后,由于桥臂子模块数目的改变,将使故障相的相电压输出能力发生改变,导致三相输出不对称。针对MMC子模块故障下容错控制问题,以保证子模块故障后线电压平衡为控制目标,提出了一种MMC中性点移位控制(NPSC)容错控制策略。其通过修正故障后各相调制波控制中性点在故障相的相电压矢量方向上进行移位,在完成子模块故障容错运行的同时简化了传统中心点偏移控制算法的复杂程度,易于实现。同时,文中分析了NPSC下对MMC系统运行的影响,指出了该种控制方式下桥臂电流工频分量与直流分量的分配特性。最后,通过仿真与实验进行验证,表明了理论分析与该容错控制策略的有效性。  

用于储能系统的梯次利用锂电池组均衡策略设计

以北京奥运会纯电动大巴车用淘汰锰酸锂电池为研究对象,在研究车用淘汰电池容量和内阻特性的基础上,分析其梯次利用于电池储能系统可能带来的更严重的电池组一致性问题。结合电池一致性评价方法,分析了基于电池组容量利用率的均衡判据。针对电池储能系统削峰填谷的应用特点,提出了以电池组容量利用最大化为目标的在线均衡策略。最后,设计了电池组充电均衡电路并搭建了电池组均衡测试平台进行实验,验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。