城市居民区的综合能源利用综述

随着经济发展和城市化水平的提高,家庭能耗在国民总能耗中的占比不断增加,成为能源消费新的增长点,引起越来越多的关注。针对城市家庭能源需求及供应,结合国内外学者的相关研究,从技术角度对居民区综合能源系统的构成与框架进行分析,提出了面向城市居民区的用户-社区两级能源体系。介绍了支撑系统运行的信息交互技术,并结合综合能源交易模式对系统的优化运行和调度算法进行归纳和总结。最后,从居民区综合能源系统向能源互联网发展,以及用户用能预测、能源供应及能量流动、需求侧响应、系统搭建与推广和能源交易等方面进行了展望。     

基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制

为了减小电网中非线性负载带来的谐波电流对电网质量的影响,针对基于H桥的有源滤波器装置中直流电容电压问题,提出一种新的控制方法。将控制模块分成模块均值电压控制器和直流母线电压控制器两个部分,通过调节每个H桥之间的有功功率交换和有源滤波器同电网间有功功率的交换来实现直流电容电压的平衡控制。利用该方法对八个单元H桥级联的并联型有源滤波装置进行Matlab/Simulink仿真,并基于FPGA+DSP实验平台搭建了三单元H桥级联样机。仿真和实验结果表明,基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制方法是有效和实用的。     

并联型有源电力滤波器的起动策略研究

传统控制方式下并联型有源电力滤波器(SAPF)起动时会引起直流侧电压超调和交流侧补偿电流冲击。本文设计了软起动控制器。有源电力滤波器首先采用直流侧预充电的电路拓扑结构,减小了SAPF起动时的直流侧电压偏差,缓解了冲击电压和电流;然后针对传统变PI参数控制器在动态和稳态特性上的缺点,提出了模糊PI切换器。该控制器利用模糊控制的非线性优点,消除了电压超调,降低了电流冲击。再利用PI控制器响应速度快的优点,保证稳态补偿精度。为了进一步减小冲击,设计了参考电流线性递增控制方法。通过参考电流的线性控制,实现了软起动控制目的。仿真结果证明了所提出的软起动控制策略的有效性。     

MP-MMC驱动六相永磁同步风力发电机分数阶PID控制研究

针对多相模块化多电平变流器(MP-MMC)驱动多相发电机,在Y移30度六相永磁同步发电机(PMSG)旋转坐标系下的数学模型基础上,引入了分数阶PID控制器。分数阶PID控制器相比整数阶PID控制器增加了两个控制自由度,即主要影响控制系统稳态性能的积分阶次λ和主要影响控制系统动态性能的微分阶次μ,使得分数阶PID控制器的设计更加灵活。在MMC内部能量均分部分采用分数阶PID控制器可使得子模块电容电压峰峰值及其谐波畸变率降低,进而输出电压波形得到改善;也使得MMC的桥臂环流峰峰值降低,环流波形得到改善。在发电机转速侧,发电机定子的d、q轴电流闭环控制侧部分采用分数阶PID控制器可使发电机转速动态性能与稳态性能进一步改善。在z₁和z₂子空间的谐波分量控制部分采用分数阶PID控制器可使得系统谐波影响更小,控制效果更佳。最后,仿真和实验结果验证了分数阶PID控制器具有良好的控制性能,可进一步提升了六相PMSG-MMC系统的运行能力。     

基于双闭环模糊控制的有源电力滤波器

有源电力滤波器普遍采用双闭环控制。从双闭环协调控制的思路出发,通过对有源电力滤波器运行时内外环之间的相互耦合的研究,总结了双闭环PI参数协调控制的规律,并把总结的控制规律应用模糊控制的方式对有源电力滤波器进行控制。仿真结果和实验测试结果表明所述方法不仅使得直流母线电压在启动过程中的超调量很小,电压收敛速度快,而且发出的冲击电流很小,从而大大增强了系统运行的可靠性和直流母线电压的稳定性。仿真结果和实验测试结果表明,该方案能显著提高系统响应速度,并使注入电网的谐波电流达到IEEE519-1992的要求。     

变频器内部EMI滤波板的研究设计及仿真

为了设计出符合电磁兼容标准IEC 61800-3的工业变频器,解决其对电网的电磁干扰问题,给出一种由共模电感与X/Y电容组成的EMI滤波电路.根据变频器输出电流、机械尺寸以及标准限值来估算各元件取值,并在Pspice中建立仿真模型.最后通过试验与仿真结果进行比较分析.结果表明,基于共模电感与X/Y电容组成的滤波电路对于抑制变频器对电网干扰是有效和实用的.     

基于可控硅串联技术的新型固态高压直流断路器

作为直流线路中的分断装置,高压直流断路器是快速限制并切断故障电流、维持直流电网安全稳定运行的关键技术手段。文中在对比分析现有高压直流断路器典型结构的基础上,提出了一种基于可控硅串联技术的新型高压直流断路器,详细描述了其拓扑结构、工作原理和典型特点,并使用PSCAD软件仿真分析了不同短路电流下所提高压直流断路器的开断特性及其影响因素。最后,通过在实验室内搭建高压直流断路器实物模型,利用d SPACE工作平台进行了断路器的电流开断实验。结果表明,所提出的新型高压直流断路器能够实现快速关断与恢复通流,通态损耗低且通流能力强,具有现实可行性。     

利用窄带噪声辅助多元经验模态分解算法检测换流变压器用有载分接开关机械状态

为有效检测换流变压器用有载分接开关的机械状态,提出一种窄带噪声辅助多元经验模态分解的方法对有载分接开关切换过程中采集到的多通道振动信号进行分析。具体应用时,在原始多通道振动信号中增加若干通道窄带噪声信号,并在统一高维超球面坐标系下进行分解计算,从而在有效抑制经验模态分解过程中模态混叠现象的同时,极大提高了多维振动信号分解的准确性并降低了运算复杂性。进而根据区间最大功率特征计算固有模态函数的功率矩阵,对有载分接开关的机械特征进行描述。对有载分接开关样机正常与典型机械故障时振动信号的计算结果表明,其不同工况下的功率特征有较大区别,所定义的矩阵相似度指标可较好地衡量有载分接开关典型故障时的振动差异程度。此外,触头松动时与正常工况的相似度指标低于绝缘板松动故障,说明触头松动故障对有载分接开关切换过程的影响更为明显。     

隔离型直流模块式光伏并网系统控制研究

传统的光伏并网系统为了获得与电网电压相匹配的直流输出电压,需将多个光伏组件串、并联后经过非隔离DC-DC变换器,其结构扩充性较差,且无法实现每块光伏组件的最大功率点运行。直流模块式光伏并网系统采用高频隔离型DC-DC连接单个光伏组件和直流母线,并可根据实际需要将多个子模块相并联。该结构不仅具有安装灵活、维修方便等优点,还保证了每块光伏组件的最大功率点运行,提高了光伏电池的效率,且前后级相隔离提高了系统的安全性,适用于城市建筑集成光伏(BIPV)中。文章以隔离型全桥拓扑作为光伏直流模块中的DC-DC变换器,分析了直流模块式光伏并网系统的工作原理,对多直流模块并联情况进行研究,提出了控制策略。最后构建了直流模块式光伏并网系统的实验原型和仿真模型,验证了系统和控制的可行性。     

基于鲁棒H∞控制的动态电压恢复器

针对系统鲁棒性要求,提出了H∞双闭环反馈控制器设计方法。在简要介绍动态电压恢复器(DVR)原理的基础上,根据系统数学模型,写出标称对象的状态方程,根据系统性能要求,选定混合灵敏度优化设计中要求的3个加权函数,进而求得系统的广义被控对象的状态空间实现。通过求解2个代数Riccati方程得到H∞控制器。该控制器用于DVR系统控制,不但可以保证系统的稳定性,而且对负荷和系统参数的变化具有一定的抗干扰能力。仿真结果验证了控制器设计的正确性。