基于初始工作点选取的级联多电平混合储能系统功率分配控制EI北大核心CSCD

提出了一种基于初始工作点选取的级联多电平混合储能系统功率分配控制方法。级联多电平储能系统中部分储能电池/BMS(battery management system)出现故障时,可以通过切除故障储能电池从而形成基于电池和电容的级联多电平混合储能系统。级联多电平混合储能系统控制的关键在于不同链节单元之间的功率分配。通过初始工作点选取的方法可以实现链节单元间无功的分配,从而提高系统的可靠性和冗余性;同时通过矢量分析的方法推导了级联多电平混合储能系统稳定工作范围以及初始工作点的选取范围。最后通过仿真和实验验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

直挂式储能变流器参数设计及控制技术研究

储能系统对于平抑新能源电站的功率波动和参与电网辅助服务都具有重要意义。针对新能源电站应用场景,围绕传统并网储能系统成本高、损耗大、电能质量低的问题,采用级联H桥式电路拓扑,提出了直挂式储能系统的各个关键参数的设计计算方法,形成了中压直挂式储能变流器硬件方案,提出了适用于该系统的主动支撑电网频率和电网故障穿越控制策略。首先在Matlab/Simulink中完成了控制策略的仿真验证,在此基础上研制完成了一台10 kV/2 MW中压直挂式储能变流器样机,并通过实验验证了该系统及其控制策略的有效性。     

双向能量流动的T型三电平光伏并网逆变器研究

T型三电平逆变器作为常见的光伏并网逆变器拓扑结构之一,因其能够能量双向流动的特点,时常被用做储能设备与电网之间的能量转换器,在微电网电压波动时对微电网进行削峰填谷。针对T型三电平逆变器双向控制这一点,在传统的SVPWM调制策略的基础上设计了电压电流双闭环控制,以此来控制电流的双向流动。实验波形验证了这一方法的有效性。     

基于SiC二极管的移相控制型直流变换器设计

设计并试验验证了一种基于SiC二极管的隔离型移相全桥DC/DC变换器。该变换器变压器采用交错并联结构以提高功率等级,降低电流电压应力;采用移相全桥电路实现软开关,降低开关损耗,便于提高开关频率以减小磁性元件体积、增加功率密度;此外,二次侧不控整流电路使用SiC二极管,消除了传统不控整流反向恢复的问题。通过分析移相全桥的工作原理,提出了一种基于SiC二极管整流的移相全桥DC/DC电路设计方法,并研制了1台额定600V输入、300V输出的3.6kW样机,试验结果验证了设计方法的可行性。     

考虑分布式光伏并网的电能质量治理方法研究

随着大量的分布式光伏系统并入配电系统中,导致系统出现电压偏差、三相不平衡等电能质量的问题.基于此,本文提出了一种在不影响正常光伏发电情况下,也具有治理电能质量的方法,此方法充分利用逆变器的剩余容量来实现电能质量综合治理.本文首先分析了电能质量综合治理中谐波检测、不平衡分量检测的算法,其次研究了指令合成及电流跟踪控制算法,最后通过仿真验证本文方法的有效性,仿真结果表明,本文提出的方法具有较好的实用性.     

基于K均值聚类的居民用电行为特征分析

论文以某智能小区的一户居民用户电力负荷数据为研究对象,利用K均值聚类算法提取该用户不同日类型下的负荷特征曲线,分析其用电行为,为客户用电精细化管理提供依据.首先根据用户档案采集和整理的用电数据,采用向前向后移动平均法和归一化方法对数据集进行数据清洗和标准化预处理;然后,采用轮廓图法和平均轮廓值法确定初始聚类数;最后,利用K均值聚类算法对该用户用电负荷提取节假日以及不同季节的负荷特征曲线,结合家用电器使用负荷热力图,分析该用户用电行为特征.算例分析结果表明,采用K均值聚类算法可以明显区分用户负荷曲线的特征,实现用户用电行为的分析,为客户用电的精细化管理、提供优质的用电服务等提供支持.     

基于扰动观测器的光伏逆变器鲁棒分数阶PID控制

文中设计了一款基于扰动观测器的鲁棒分数阶PID控制(Perturbation Observer based Robust Fractional-order PID control,PORF-PID)来实现光伏逆变器的最大功率跟踪。将光伏逆变器的非线性、参数不确定性以及未建模动态聚合成一个扰动,并通过滑模扰动观测器(Sliding-Mode Perturbation Observer,SMPO)对其进行在线估计。随后,采用分数阶PID控制(Fractional-order PID control,FPID)对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下全局一致的控制性能。由于引入了分数阶控制框架,额外的控制器参数可进一步提高闭环系统的动态响应特性。为验证所提控制器的有效性,文中进行了两种算例研究,即光照强度变化和电网电压跌落。仿真结果表明,PORFPID控制与常规PID控制、FPID控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control,FLC)相比,能在各类工况下实现最快的动态响应以及最低的超调量。     

基于链式电池储能系统的惯量补偿策略

随着新能源渗透率的不断提高,新能源并网系统呈现出低惯量特性,电力系统频率稳定性降低。在中、高压电网中接入链式电池储能变换器,有利于提高系统的等效惯量。介绍了链式电池储能变换器的主电路拓扑及数学模型,分析了惯量补偿目标和储能容量配置,提出了一种基于链式电池储能系统(BESS)的惯量补偿控制策略。该策略使链式BESS能够响应电网频率的变化,对电网频率变化产生阻尼作用。实验结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。