基于同调等值的多变流器系统聚合降阶建模

电网故障时,多锁相环同步型变流器系统面临严重的暂态同步失稳问题。然而多变流器系统模型阶数高,交互耦合复杂,给暂态同步稳定分析带来严峻挑战。为此,该文提出基于同调等值的多变流器系统聚合降阶方法。首先建立了多变流器系统等值摇摆方程,发现阻抗压降的差异是导致同母线与不同母线变流器同调特性差异的原因。在此基础上,提出基于阻抗压降的多变流器系统同调判据。接着,在功率约束条件下给出同调变流器群等值电路参数的计算方法,并借助惯性中心的概念通过聚合锁相环摇摆方程,得到等值控制参数的计算方法。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件与RT-LAB实验平台验证了所提同调等值方法的有效性。     

基于FPGA的变流器并行多速率电磁暂态实时仿真方法

随着电力电子器件越来越多地融入现代电力系统,对微秒级步长实时化电磁暂态仿真的需求不断增加,通过现场可编程门阵列（FPGA）提高仿真系统的计算能力是实现变流器实时化仿真的重要途径。引入FPGA作为硬件加速设备优化仿真系统的实时性能,提出一种变流器多速率实时仿真方法。针对控制系统多速率解耦和并行计算时序产生的误差进行分析,采用结合拉格朗日插值的改进线性插值算法有效降低了控制系统解耦后多速率并行仿真时序下的延迟误差。仿真结果证明,所提出的仿真方法与无插值算法的并行计算相比精度更高。性能分析验证了基于该算法所建立的仿真平台相比于单独基于中央处理器（CPU）或FPGA实现的仿真平台,在实时性能和资源占用率方面具有一定优势。     

部分分散控制及其在单元机组协调控制中的应用

针对强耦合多变量对象控制系统设计中分散控制不能满足高性能要求,而多变量先进控制算法结构复杂、较难推广的现象,研究基于扩展对象的部分分散控制器设计。设计过程首先通过结构分析法得出部分分散控制器结构,再对其对象进行非方扩展,利用非方内模法设计相应非方分散控制器并转化为部分分散控制器,最后应用扩展μ交互法进行稳定性分析。将该方法应用于一500 MW单元机组协调控制系统的仿真研究,结果表明:部分分散控制系统能达到与多变量协调控制系统相近的性能,并且部分分散控制结构更加简单、设计及调试方法更加容易。     

球磨煤机隶函数型糊神经网络解控法

设计适合于火电厂球磨煤机的解耦控制方法,有利于提高热工自动化水平.依据模糊控制技术和跟踪解耦的思想并结合神经网络控制,介绍了一种不依赖于被控对象精确数学模型的隶属函数型模糊神经网络多变量解耦控制方案.将该种方法应用于球磨煤机解耦控制系统,对耦合强烈的磨煤机出口温度、入口负压子系统进行解耦,获得期望的多环结构.对解耦结果进行了仿真研究.对比试验显示该解耦方法具有满意的动态特性和较强的鲁棒性.     

汽包锅炉单元机组协调系统的线性自抗扰控制

在线性自抗扰控制技术基础上,引入解耦补偿器,提出汽包锅炉单元机组协调系统的新控制方案。该方案首先对单元机组设计解耦补偿器,进行一定程度解耦;再将其他通道耦合作为扰动,分别设计炉侧和机侧线性自抗扰控制器,进一步消除耦合的影响。由于线性自抗扰控制技术采用扩张状态观测器,可以对扩张状态（系统未建模动态摄动和未知扰动1进行在线实时估计,因此其设计的扰动补偿可以不依赖于模型达到快速消去扰动的效果。将该方法应用于一500MW汽包锅炉单元机组协调系统进行仿真研究,结果表明该方案可以实现良好的动静态解耦,有较强的鲁棒性和抗干扰能力,并且算法简单、调试容易。     

含储能装置的微网结构与关键问题研究

微网作为智能化电网的负荷单元,在未来电网中有着良好的发展前景,而储能技术是微网的核心技术之一。本文首先介绍了适用于微网的几种储能方式,分析了与微网的适应性;其次研究了微网集成的典型结构,并对国内已建成的示范工程进行分析总结;针对含储能装置微网的特点和现状,从优化规划、系统控制保护及电能质量等多个方面探讨关键问题和研究方向。     

单元机组控制结构分析与设计

根据单元机组低阶非线性模型,经过适当简化,推导出能够描述机组动态特性及机炉耦合关系的通用线性模型。以该模型为基础,采用有限带宽控制的分散相对增益法(dRG)从理论上进行了分散控制结构分析,并对得出的分散控制结构利用独立设计法整定PID控制器参数,保证系统稳定性。当系统耦合严重、完全分散控制不能满足系统性能要求时,采用格拉姆(Gramian)法进行部分分散控制结构分析,并在分散及集中控制器基础上整定出部分分散控制器参数。仿真对比试验表明部分分散控制系统能达到与多变量协调控制系统相近的性能,而且部分分散控制结构更简单、设计及调试方法更容易。     

光伏并网逆变器输出电压直流分量的扰动观测抑制方法

无变压器非隔离型光伏并网逆变器因为功率开关器件的容差、PWM门控驱动脉冲的不对称性等原因会导致输出电压中含有一定的直流分量。为此提出一种新型的基于扰动观测器的直流电压分量抑制方法,该方法的扰动抑制内环参数设计简单,且扰动抑制内环不会影响到常规电压反馈控制外环的跟随性能。首先分析了光伏并网逆变器直流注入的产生原因,在此基础上将并网逆变器输出电压的直流分量视为系统外部扰动,利用扰动观测器实时估算出扰动量并前馈补偿以动态消除扰动对逆变器输出电压的影响,通过与传统直流抑制方法的理论对比分析证实了所提方法的优越性,仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

考虑移动式储能均衡的微电网群分布式动态协同控制策略

微电网群是促进源网荷储互动、新能源高效利用的重要方式,故障发生时可通过拓扑重构或移动式储能接入维持系统电压频率稳定,保证重要负荷持续、可靠供电。然而,常规分布式一致性策略收敛性能受通信拓扑影响显著,难以适应微电网群故障下的应急控制需求。针对上述问题,提出一种考虑移动式储能应急接入的微电网群动态协同控制策略。一方面,基于动态收敛算法设计兼顾收敛速度和收敛稳定性的分布式协同控制器,实现电源间功率均分和储能荷电状态均衡;另一方面,基于本地量测信息实现系统频率/关键母线电压二次调节恢复,并通过预同步和供需功率转移保证移动式储能平滑投切。在此基础上,进一步引入事件触发机制以降低分布式控制器通信成本。最后,通过仿真算例验证了所提控制策略的有效性。     

柴发主电源型孤岛微电网频率优化控制方法

针对以柴油发电机(Diesel Generator,DG)为主电源的孤岛微电网,存在负荷扰动下频率波动大、动态响应慢等问题,本文提出一种改进辅助调频方法以改善系统的动态响应过程。首先,建立了柴油发电机系统的模型,分析了柴发主要参数包括转动惯量、响应延时对柴发动态过程的影响。其次,提出储能(Energy Storage System, ESS)在下垂控制的基础上,增加惯量调频的方法进行辅助调频,并给出了适用于工程应用的储能辅助调频参数设计以及储能功率裕度设计方法,并通过建立柴储并列的小信号模型分析了该系统的稳定性。最后,搭建了柴储微电网的动模试验平台,试验结果表明,应对微电网内的静止负荷或者电动机类负荷,本文所提控制策略均可以有效减小系统在动态过程中的频率波动。