基于粒子群优化算法的孤岛微电网电压不平衡补偿协调控制

微电网系统孤岛运行条件下,其系统电压完全由网内众微电网逆变器协调运行提供支撑,微电网逆变器控制性能将决定网内供电电压质量的优劣。考虑到微电网中大量单相负荷的存在,系统负荷实则通常表征为不平衡,容易引起系统电压的不平衡。针对这一问题,以同时兼顾微电网逆变器端口电压及公共连接点(PCC)电压不平衡度控制为目标,从分析电压不平衡机理入手,提出一种基于粒子群优化算法的负序电压补偿算法。补偿算法以逆变器端口电压和PCC电压不平衡度作为约束条件建立目标函数,同时考虑逆变器间的环流问题,在实现逆变器端口及PCC电压不平衡控制的同时减小逆变器间的环流。最后,分别基于MATLAB及某电力电子实时仿真平台搭建了系统仿真模型和半实物实时仿真模型,仿真及实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为（0,0.477f3）。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。     

基于最大净功率输出的PEMFC阴极供气系统优化控制研究

通过建立质子交换膜燃料电池（PEMFC）阴极供气系统数学模型,分析空气压缩机电压和背压阀开度对系统净功率输出的影响;针对负载电流变化,研究PEMFC系统对应的最优过氧比和最优阴极压力,建立最大输出净功率-过氧比-阴极压力寻优表;考虑过氧比和阴极压力之间的耦合关系,基于辨识出的传递函数矩阵,设计针对空气压缩机电压和背压阀开度的前馈解耦控制器,优化氧气供给和压力控制,并进行相应的仿真验证。结果表明,所提解耦控制器能有效减小过氧比和阴极压力之间的耦合影响,在实现最大净功率闭环控制的同时,具有更快的响应速度和更小的超调量。     

基于二进制序列的燃料电池宽频带EIS测试

目前电化学阻抗谱广泛应用于燃料电池故障诊断。针对诊断设备成本高昂的问题,提出集成在燃料电池系统DC/DC变换器的EIS测试方法,将激励信号在变换器双闭环控制的参考信号上分别施加干扰,实现了燃料电池电流和电压宽频带的在线扰动。为实现快速测试,采用一种伪随机二进制序列作为激励信号,可同时满足频率宽度和功率强度需求。实验采用Matlab/Simulink建模仿真,通过硬件在环实验验证,测试方法满足时间和精度要求,可通过嵌入式系统实现在线测试。     

储能逆变器并网次同步谐振机理分析与抑制方法

主感性网络下逆变器并网极易出现振荡问题。文中首先推导出了计及跨时间尺度交互作用的改进电磁模型,揭示了输出阻抗与线路阻抗的相互作用导致系统的功率环特性发生改变,甚至引发次同步谐振。基于此,提出了输出功率比例微分反馈策略,比例反馈利用系统高频衰减特性降低谐振增益,微分反馈削减谐振峰值,增益补偿用以维持系统带宽,并给出了各反馈系数的具体设计方法。输出功率比例微分反馈策略可在保持系统低频特性的同时,有效抑制次同步谐振,提高系统稳定性。最后,通过实验验证了改进电磁模型的正确性和输出功率比例微分反馈策略的有效性。     

功率硬件在环仿真系统的建模与稳定性分析

在功率硬件在环(power hardware-in-the-loop,PHIL)仿真系统中,考虑到采样延迟和离散化误差会导致PHIL系统失稳失真,提出一种通用的PHIL系统离散域建模方法和基于离散D分割的稳定边界计算方法。和传统的连续域模型相比,该文所提出的离散域模型能反映出延时和离散化导致的PHIL仿真系统高频失稳,说明了PHIL系统可模拟实物系统的阻抗范围小于连续域模型。功率硬件在环实验证明所提的PHIL仿真系统建模方法和稳定边界计算方法的正确性,验证了仿真步长和阻抗匹配对PHIL系统稳定边界的影响,表明了现场可编辑逻辑门阵型(FPGA)小步长仿真功率硬件在环仿真可增加PHIL系统的稳定边界,扩大阻抗选择范围,有助于模拟弱网和逆变器交互特性。     

基于DSP与dsPIC的数字式太阳电池阵列模拟器设计

数字式太阳电池阵列模拟器的实现基于太阳电池的数学物理模型.系统采用低功率TMS320LF2406与dsPIC30F2020作为核心的控制电路,可以动态模拟光伏阵列在各种环境条件下的I-V特性,并记录负载运行情况,提供分析数据和历史曲线记录.     

微电网孤岛运行时的频率控制策略

提出了一种基于同步发电机机电暂态数学模型的新型微电网逆变电源,即虚拟同步发电机。详细分析了将传统电力系统中集中式频率控制引入微电网的可行性。微电网孤岛运行时,将虚拟同步发电机分为非调频发电单元和调频发电单元,前者既能按照功率调度指令发电,又能参与一次调频,缓解扰动情况下系统频率的波动,后者提供微电网参考电压,并利用二次调频实现频率的无差控制。还指出了分散式频率控制存在的问题,并给出了集中式频率控制的基本结构。Matlab/Simulink的仿真结果表明了该控制策略的正确性和可行性。     

微电网继电保护中特殊性问题解决方案的探讨

以太阳能、风能为代表的可再生能源并网发电对配电系统深层次的影响正在显现,为此,微电网的研究得到了国内外工程界和学术界的广泛关注。文中首先通过对微电网形成方式的分析,提出其内部短路电流由微电源提供的结论,据此提出微电网保护所面临的选择性差、灵敏度低以及因微电源易脱网而造成的特殊性问题。在归纳并分析基于本地信息和基于多地信息的微电网保护研究现状的基础上,对采用基于本地信息和多地信息解决微电网保护问题面临的关键技术、实现方案以及进一步的研发思路进行了探讨。     

基于改进D-K聚类算法的直驱型风电场动态等值建模

研究永磁同步发电机(PMSG)的低电压穿越(LVRT)特性,提出一种基于改进D-K聚类算法的直驱型风电场等值建模方法。首先,根据风电场内各台PMSG卸荷电路的导通情况对风电场进行首次分群。其次,将卸荷电路未导通的PMSG故障期间的机端电压值作为分群指标,应用改进D-K聚类算法对风电场进行聚类等值。该算法解决了传统K-均值聚类算法k值需提前给定和依赖于初始聚类中心的问题。最后,以某实际风电场为例进行仿真分析,结果表明该等值模型与传统等值模型相比能更准确地反映直驱型风电场的动态和暂态运行特性。