基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术

介绍了基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术的基本原理,推导了系统主电路的电压电流关系,并给出了仿真验证;介绍了模块化多电平变流器的控制方式,给出了一种MMC的控制结构;介绍了世界范围内柔性直流输电工程的应用情况,以及上海南汇柔性直流输电示范工程的工程概况、系统运行方式及控制策略,并讨论了用于南汇工程的直接电流控制的原理图和控制系统结构。     

模块化多电平变流器稳态和暂态性能仿真研究

在应用内含子模块电容电压均衡控制的最近电平调制方式基础上,建立了电网平衡或不平衡运行状态下应用模块化多电平变流器的高压直流输电系统数学模型,设计了同步旋转坐标系下双内环直接电流控制方法.通过PSCAD/EMTDC搭建了21电平双端直流输电系统,仿真结果显示系统具有良好的稳态和暂态性能,同时也验证了调制策略和控制方法的有效性.     

考虑风机输出功率变化时的风电场并网谐振分析

风机输出功率的间歇性与波动性使得风电场并网系统潮流不断变化,并网点(PCC)处消纳功率随之改变,从而影响PCC处负荷等效阻抗并造成复杂并网谐振现象。首先建立电感-电容-电感型(LCL)逆变器并网等效诺顿模型,分析风机输出功率变化时PCC处的负荷等效阻抗特性并利用CIGRE模型计算负荷谐波阻抗,基于已建模型,采用结合元件特征值敏感度的模态分析法分析风电场并网谐振现象,给出各节点谐振参与因子与元件特征值敏感度值等谐振信息。最后,利用PSCAD平台搭建实例仿真模型,在验证所提方法可行性的同时,深入研究了风机输出功率变化时的风电场并网谐振现象。     

基于分频段前馈补偿的并网变流器输出阻抗校正

并网变流器是分布式发电系统中交直流接口关键设备,为解决弱电网下电网阻抗同并网变流器的交互作用所引起的宽频率范围谐波谐振及系统失稳问题,基于级联系统阻抗模型研究了传统的电网电压单位比例前馈对并网变流器输出阻抗幅相特性的影响,提出基于数字滤波器的电网电压分频段前馈补偿策略,包括减小电网电压前馈低频分量的增益和延迟,增加电网...     

大容量永磁同步风电机组系统谐振分析与试验研究

风机变流器是变速恒频风电机组的核心部件,变流器电网侧LC/LCL滤波器在保证良好并网特性同时也带来了谐振问题。针对该问题,文章基于风机变流器网侧滤波器动态特性分析,揭示了风电机组谐振机理,分析了系统阻尼对谐振的影响。在Matlab/Simulink中建立了2.0 MW直驱型永磁同步发电机组系统仿真模型,实现了风电机组谐振的全过程仿真。首次在2.0MW永磁直驱风电机组上进行了机组谐振现场试验,仿真与现场试验证明了理论分析的正确性。在此基础上,提出了风电机组谐振消除与抑制方法,对实际运行风电机组谐振改造和变流器设计具有现实的指导意义。     

弱电网下多LCL型并网逆变器谐振模态分析

针对弱电网下多LCL型并网逆变器谐波谐振机理分析,传统频域分析法需要通过高阶复杂的传递函数获取系统谐振频率,且不能得到更多谐振信息的相关问题.该文提出模态分析法分析并网系统的谐振特性,确定谐振频率、节点参与因子等谐振信息.首先建立典型三相LCL型并网逆变器系统诺顿等效模型;基于该模型,对比分析模态分析法和传统频域分析法...     

模块化LCC谐振变换器在光伏发电直流并网系统的应用

模块化LCC谐振变换器级联拓扑具有软开关、高功率密度、易于扩展、输出能力强等优势,在光伏并网领域有着极大的发展潜力,但也存在着输出电压不均衡的问题。多模块LCC变换器的不均压问题是由模块间参数偏差引起的,主要通过谐振参数偏差和共模干扰造成模块间不均压。针对容性滤波的两模块LCC变换器,建立了大信号模型计算各模块输出电压及不均压度,并搭建了两模块LCC变换器的样机平台,对所提出的含分布参数影响的两模块LCC模型进行了验证。所提模型可为变换器设计的容差分析提供依据,让模块化LCC变换器拓扑更稳定的应用于光伏并网系统。     

用于并网分布式发电的九电平T型变流器分析

本文介绍了一种基于新型高效九电平T型变流器(9L-T²C),提出的9L-T²C在所需的有源开关和电容数量、6个飞跨电容(FC)额定电压和效率方面优于其他常见的直流链路九电平转换器。每个阶段只需要17个电源开关、8个栅极驱动器和2个FC。利用现有的极点冗余状态,开发了一种FC平衡算法,以稳定两个具有同样电压传感器的FC在稳态和动态的运行。此外,提出了一种有效的平衡方法,无需进一步冗余状态和集成到FC平衡直流链电容器。在相位配置脉宽调制(PD-PWM)方法中集成了功率因数和直流链平衡,消除了额外控制器的需求。对设计的PD-PWM方法,进行了数学分析,以建立18个功率因数的大小和所需的纹波之间的关系。通过与其他转化器的综合比较,论证了9L-T²C变流器的优点和应用领域。通过仿真研究和实验装置验证了所提出的9L-T²C电容器平衡方案在独立并网运行中的有效性。     

分布式光伏集群谐振分布范围及其影响因素分析

摘要： 分布式光伏集群并网系统中,由于光伏并网台数的增多,使得系统成为一个高阶LC网络,谐振频率分布更加复杂。根据分布式光伏集群并网系统的结构,研究了二阶LC网络和高阶LC网络的谐振分析,得到逆变器自身、其他并联逆变器以及电网之间存在复杂的谐振耦合关系,并确定了分布式光伏集群并网谐振频率的分布范围。在谐振耦合关系的基础上,分别研究了电网阻抗和滤波电容参数、并联逆变器台数以及系统网架结构变化对谐振频率的影响。仿真结果表明以上因素都会引起分布式光伏集群谐振频率的变化。     

新型双向储能变流器分析与研究

传统双级式储能变流器存在直流支撑电容,电能需多次变换从而导致变换器故障、可靠性降低和效率降低.针对此问题,提出一种基于高频交流链接技术的新型双向储能变流器.首先对该变流器的工作原理进行详细介绍,在此基础上依据电荷分配的思想提出一种可行的控制算法,并建立Matlab/Simulink仿真模型对该拓扑结构和控制算法进行验证...     

人工鱼礁-波浪能模块化浮体耦合动力响应分析

为综合利用海洋空间资源、生物资源以及可再生能源,该文提出一种基于张力腿平台的新型六边形浮体、浮式人工鱼礁以及波浪能装置（WEC）的集成结构系统。基于势流理论,并考虑六边形浮体与浮式人工鱼礁之间的多体水动力耦合效应和机械耦合效应,建立该集成结构系统的耦合时域分析模型。对浮式人工鱼礁和波浪能装置的主要设计参数进行初步优化,重点研究该新型集成结构系统在典型海况下的动力响应和波浪能发电特征,揭示了外侧浮式人工鱼礁可有效减弱作用于内侧六边形浮体结构的波浪载荷,并产生可观的波浪能能源供给。此外,还进一步验证了该集成结构系统在极端海况下的安全性能。     

高新能源占比系统的低频减载优化方法

电网系统中大规模新能源的并网对电网的安全稳定提出新的挑战,在高新能源占比电网中,系统的第三道防线的适应能力对于系统的安全稳定尤为重要,低频减载是第三道防线中频率紧急控制的主要手段.该文介绍适用于低频减载整定计算的频率响应模型,在此模型的基础上分析得出传统低频减载方案对高新能源占比系统的适应性较差的结论,提出基于df/d...     

基于Filippov方法的双向DC-DC变换器在状态反馈下的动力学特性分析

采用Filippov方法对双向DC-DC变换器在状态反馈控制下的动力学特性进行详细分析。建立双向DC-DC变换器的状态反馈控制模型并采用Filippov方法推导系统的单值矩阵,应用Floquet理论采用数值仿真分析系统的动力学特性并与峰值电流反馈进行对比分析,仿真和实验的结果验证了理论分析的正确性。     

基于Filippov方法的双向DC-DC变换器在状态反馈下的动力学特性分析

采用Filippov方法对双向DC-DC变换器在状态反馈控制下的动力学特性进行详细分析。建立双向DC-DC变换器的状态反馈控制模型并采用Filippov方法推导系统的单值矩阵,应用Floquet理论采用数值仿真分析系统的动力学特性并与峰值电流反馈进行对比分析,仿真和实验的结果验证了理论分析的正确性。     

水平轴潮流能发电装置功率特性现场测试分析方法优化及应用

在分析中国水平轴潮流能发电装置研发现状及功率特性现场测试需求和水平轴潮流能发电装置功率特性现场测试分析方法研究成果的基础上,参考欧洲海洋能中心和国际电工委员会发布的潮流能发电装置功率特性测试规程,对水平轴潮流能发电装置功率特性现场测试分析方法进行了深入探讨,提出了水平轴潮流能发电装置能量捕获截面积计算优化方法、平均转换...     

适应新能源高占比系统的低频减载优化方法

该文介绍考虑低频减载反馈环节的改进频率响应模型,分析了传统低频减载方案在新能源高占比电力系统中的不足,提出一种基于频率变化率的多次加速减载的优化方法.在Matlab/Simulink中进行仿真,结果证明了优化方法的有效性.与传统低频减载方案相比,优化方案减载量更少,系统频率恢复更加快速稳定,在新能源高占比系统中具有更强...     

太阳能吸收式制冷系统动态特性分析

以上海地区某太阳能集热器驱动的单效溴化锂吸收式制冷系统为对象,对各主要部件负荷在典型日随时间变化的动态特性进行研究。结果表明:随着制冷能力的增加,发生器、冷凝器、吸收器及集热器面积需求量均增加;当制冷能力一定时,发生器与吸收器的负荷呈现先增加后减小的趋势,而集热器面积需求量的变化则与之相反。经济性分析可知结果表明,集热器费用为910、1040和1170$/m^2时,系统投资回收期分别为8.2、9.5及10.8 a,具有良好的社会效益和经济效益。     

微重力下高温固液相变蓄热容器内空穴分布

高温固液相变蓄热容器是空间太阳能动力装置吸热—储热器的关键部件。作为相变材料(PCM)的氟盐在凝固时体积收缩很大，从而在PCM容器内形成空穴。空穴的存在增大了传热热阻，还可能使PCM容器产生“热斑”和“热松脱”现象。该文建立了微重力下基于焓法形式的二维数学模型和一个改进的空穴模型，提出了计算相变过程中空穴体积变化及空穴调整的算法。预测了PCM容器在一个轨道周期内的空穴分布。计算结果有助于解决PCM容器的“热斑”和“热松脱”问题。     

非定常流下Wells涡轮机准静态分析方法研究

以Wells涡轮机为研究对象,通过求解RANS方程和Spalart-Allmaras模型实现数值仿真模拟,研究非定常流下Wells涡轮机的准静态分析方法。通过网格独立性分析和已有文献对比,验证计算模型的准确性。计算并对比定常流、振荡流和往复流工况中Wells涡轮的性能,结果显示非定常流下Wells涡轮机会发生迟滞现象。通过振荡流和往复流的流动频率影响分析,说明非定常流下Wells涡轮机准静态分析方法的可行性和局限性:准静态分析对于较低流动频率的非定常流工况准确性较高,但对于较高流动频率误差较大。     

正交各向异性相变材料的无网格法传热模型及应用

利用无网格迦辽金(EFG)法建立正交各向异性相变材料的传热计算模型,基于该模型编程完成各向异性材料太阳能相变蓄热水箱和管壳式相变蓄热单元的相变传热分析,并探讨热导率因子和材料方向角对复合材料相变传热特性的影响.研究表明:在相同节点布置下EFG法的温度场和相界面计算精度均高于有限元法,EFG法在动态相界面追踪方面具有明显...