适用于微电网的新型馈线间DVR拓扑及控制方法

传统动态电压恢复器(DVR)存在功能性单一、运行经济性差等缺陷。改进型DVR通过在馈线间采用2个DVR共用储能电容的方式解决了运行经济性差的问题,但当2条馈线同时发生电压跌落时仍有一定局限性。首先提出一种多功能馈线间动态电压补偿器(MF-IDVR)的拓扑结构,该结构具备抑制谐波电压、动态补偿双馈线电压跌落的功能;然后,分别提出了MF-IDVR所含有2个独立变换器、直流储能模块的控制策略,及不同工作模式的切换流程;最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件上验证了所提新拓扑的有效性。     

适用于船舶微电网的直流有源滤波器研究

在船舶微电网中,一些直流敏感负载对纹波的要求极高,为此,提出基于直流有源滤波器(DC-APF)的船舶微电网纹波抑制方法。在基于48脉波整流发电机的船舶微电网系统下,设计了适用于该系统的DC-APF模型。为实现对高频谐波的抑制,解决系统频率发生变化时DC-APF的补偿效果问题,提出了基于自适应准比例谐振(PR)和比例积分(PI)复合控制的电流跟踪方法。为解决负载变化时DC-APF的直流侧电压的稳定问题,采用双有源桥(DAB)变换器来维持直流侧电压稳定。仿真和实验结果表明,在基于48脉波整流的船舶微电网系统下,所提策略能够使DC-APF在稳态、谐波频率变化以及负载变化时均保持良好的补偿效果,同时其直流侧电压始终保持相对稳定。     

适用于直流微电网的储能控制仿真研究

随着分布式电源及电力电子技术的发展,直流微电网得到了越来越多的关注与研究,蓄能设备因可双向流动、可满足能量与功率需求而成为维持孤立型直流微网稳定运行的重要环节,对储能设备的控制显得尤为关键.目前微网中的储能设备多用下垂控制方式,因此研究了传统下垂控制原理,给出了变流器滤波环节参数选择方法.基于PSCAD仿真平台建立了直...     

适用于低压微电网的逆变器控制策略设计

低压微电网中线路阻抗呈阻性,为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入了阻性虚拟阻抗。分析了逆变器电压环积分参数对逆变器输出阻抗的影响,在保证逆变器稳定运行的前提下,提高电压环积分系数可使逆变器输出阻抗呈阻性。对微电网等效电路分析得出,调节逆变器输出电压幅值可以调节逆变器输出的有功功率,调节逆变器的频率可以调节逆变器输出的无功功率。微电网并网运行时,分析了参数检测误差对逆变器输出功率的影响,在下垂特性控制中,引入幅值和频率微调的比例—积分(PI)调节器,可实现逆变器输出功率的无静差跟踪。仿真结果表明,所提逆变器控制策略运行稳定,在并网和孤岛运行时都具有优良的性能。     

适用于工业园区的微电网系统能量管理

为了提高微电网系统输出特性,满足工业园区并网要求,提出一种基于功率预测、前馈控制的微电网系统能量管理策略。通过功率预测,高效控制微电网系统输出功率,跟踪厂区负荷;基于前馈控制的储能波动平抑,有效平滑系统输出,并提高电池应用效率。在RTDS实时仿真平台上,结合能量管理器,搭建微电网系统硬件在环测试平台,MW级风光储微电网系统工程的长期稳定运行验证了所提算法的有效性和稳定性。     

集中式储能下微电网控制策略研究

考虑风光发电具有不确定性以及集中式储能在改善系统能量管理、容量配置利用等方面的优势,提出了一种集中式储能的微电网系统。该系统采用分层控制和能量管理结合的稳定调控方案,针对各种工况,制定不同运行状态下各分布式微电源和储能充放电的控制策略,避免了运行模式切换造成的较大暂态振荡,提高系统稳定性,保证系统供需平衡。最后,在StarSim半实物仿真平台上验证了所提控制策略的可行性。     

适用于微电网区块链的信用共识机制

相对于传统电力市场,微电网准入门槛低、用户个体趋利性强、分布式电能设备产能不稳定等问题可能使得微电网交易陷入信任危机。为此,文中提出了适用于微电网电能交易区块链的信用共识机制。首先,分析常用的共识机制及其在微电网应用场景中的缺陷。同时,设计了微电网电能交易区块链账户节点属性,改进了基于区块链的微电网电能交易流程。然后,建立微电网节点信用值评定机制,完成了节点信用值的公开、公平评定。最后,提出了基于信用证明的共识机制(PoCS),实现信用值影响共识过程,经济因素激励用户节点维护信用值。仿真结果证明,所提出的适用于微电网电能交易区块链的信用共识机制及微电网电能交易的智能合约能够以经济收益激励信用高的节点,抑制微电网内的节点失信现象。     

适用于微电网的并网逆变器动态电压支持功能研究

针对微电网在并网运行时易受外部主电网电压跌落影响的问题,本文提出了一种基于并网逆变器的动态电压支持方法。利用无功功率流过电感会产生压降的原理设计控制器与电路,当主电网电压发生跌落时在微电网不断网的前提下控制逆变器向电网注入一定量的无功功率,使其流过解耦电感产生与电压跌落幅度相当的压降,以支持微电网的本地电压。根据电压跌落幅度的不同,设计了控制器的不同动作来维持本地电压,保证负载的正常工作。文中详细阐述了控制器的设计原理,并利用MATLAB/Simulink对提出的并网逆变器动态电压支持功能进行了仿真分析,验证了该方法的可行性与有效性。     

适用于低压微电网的负载不平衡补偿系统研究

低压微电网供电系统大多是经10/0.4 k V变压器降压后,以三相四线制为用户供电,是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。在装接单相用户时,供电部门应该将单相负载均衡地接在ABC三相上,但实际运行过程中,由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载接入以及单相负载用电的不同时性,都会造成三相负载的不平衡,从而对系统的安全稳定运行造成影响。提出一种三相四桥臂电流不平衡补偿系统,对其工作原理及控制策略进行分析,并在不平衡负载及非线性负载条件下进行仿真试验。试验结果表明,该系统可以很好地实现负载不平衡补偿。     

适用于ISOP拓扑的DC/DC变换器研究

在交直流混合微电网和电力电子变压器等领域,由于电压较高、功率较大,通常采用ISOP拓扑进行能量的双向传递,本文研究适用于ISOP拓扑的双向LLC谐振DC/DC变换器,采用H桥2个桥臂驱动脉冲移相的方式,解决变换器预充电电流过冲的问题;对于组成ISOP拓扑的变换器之间的移相特性进行了分析与计算,对ISOP拓扑双向传输能量的均压及均流特性进行了分析与设计;采用均压电阻实现ISOP拓扑串联侧的稳态均压,并对双向LLC谐振DC/DC变换器的谐振网络进行了分析与计算;最后研制出由20个双向LLC谐振变换器组成的ISOP拓扑,对文中提出的设计方法进行验证,试验证实变换器移相启动过程中无电流过冲、并实现了基准桥臂的ZVS和移相桥臂的ZCS或者准ZCS,而且变换器组成ISOP拓扑的动态和静态的均压均流满足要求。     

一种适用于低压微电网的改进型下垂控制器

针对低压微电网中采用传统下垂控制器多微源之间功率分配精度不高和非线性负载影响的问题,通过虚拟阻抗的设计,将等效线路阻抗设计为在工频附近呈现阻性,满足低压微电网的线路阻抗特点,同时降低了微源逆变器功率均分控制对输出线路阻抗的敏感性;等效线路阻抗在高频谐波段呈感性,有效抑制非线性负载造成的高频谐波。同时改进了功率控制环,避免了较大的阻性等效输出阻抗造成电压降低的问题,加入的并网自动跟踪相角控制器在计划并网前自动调整微源输出电压相角,保证并网过程平滑过渡。仿真结果验证了提出的改进下垂控制器可以消除微源之间的环流,同时抑制高频谐波,输出电压与设定值无静差且并网过程平滑无冲击;基于DSP的样机实验结果也验证了该方法的正确性和可靠性。     

一种适用于直流微电网的自适应下垂控制策略

下垂控制能够实现功率的按比例分配,在直流微电网中被广泛应用。然而由于线路阻抗存在差异,采用传统下垂控制的分布式单元在电压偏差和电流精准分配之间存在矛盾。为此,利用电压偏差截距补偿法和功率分配环节对下垂系数进行自适应调节,实现了直流微电网系统各个分布式电源功率的精准分配和电压补偿,并使用四端直流微电网仿真模型验证了所提出的控制策略的有效性。     

适用于ISOS拓扑的高压DC/DC变换器研究

在电力电子变压器和直流配电网等领域,需要采用DC/DC变换器双向传输能量。为了适用不同电压等级电网,研究适用于ISOS拓扑的双向DC/DC变换器,采用双向LLC谐振实现能量双向流动时开关器件的ZVS和准ZCS,使用均压电阻实现系统的稳态均压。首先描述双向LLC谐振变换器的工作波形,然后采用基波分析法对电路的增益特性进行分析。将适用于ISOS拓扑的增益特性及软开关的实现条件作为双向LLC谐振网络设计的依据,并对高频隔离变压器和ISOS拓扑的均压电路进行分析与设计。最后研制2个6.25 kW的变换器,对所提出的设计方法进行验证。试验证实变换器能够实现能量双向传输时开关器件的ZVS和准ZCS,并且能量双向流动时变换器具有相同的增益特性,同时变换器的串联不均压度小于3%。     

适用于城市电网的柔性环网控制器拓扑方案研究

基于柔性直流输电技术的柔性环网控制器可实现电网软分区运行、短路电流抑制、潮流优化、无功支撑等功能,为解决电磁环网问题提供了一种选择。首先对柔性环网控制器的电路拓扑和主接线设计进行了研究;然后针对城市电网对环网控制器安装位置和空间的限制,提出了3种适用于城市电网的柔性环网控制器拓扑方案,并通过PSCAD/EMTDC仿真对3种方案的故障性能进行了分析和验证;最后通过综合对比给出了各方案的适用场合,为柔性环网控制器在城市电网的应用提供了参考。     

适用于柔性配电网的少模块SOP拓扑

为解决交流配电网中软开关装置在模块数量多、体积大等方面的不足,本文提出了一种少模块数的软开关拓扑结构。该拓扑结合多信号调制技术,并采用少量的全桥模块对级联全桥变换器和DC-DC变换器的全桥模块进行替代和功能复用,同时对每个全桥子模块分别配置一组工频回路和中频回路,从而实现对全桥子模块的多电压解耦。少模块数的软开关可有效减少装置的子模块数量、降低装置的体积,且多个端口之间可实现电压解耦控制。最后,通过仿真结果验证了所提少模块数的软开关拓扑的可行性。     

适用于架空线路的双极混合MMC-HVDC拓扑

为应对柔性直流输电在远距离大容量架空线输电领域应用问题,基于钳位双子模块和双晶闸管子模块拓扑构成的两种模块化多电平换流器,设计了串联双极混合直流输电系统,既提高了输电容量,又能缓解单种拓扑能耗较大或直流故障抑制时间较长问题。重点分析了双极混合拓扑在不同直流故障下等值电路和直流故障穿越机理及其抑制特性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建双极混合直流输电模型,对系统稳态运行工况和直流故障穿越特性进行了对比研究。仿真结果表明,双极混合系统既体现出灵活多样的稳态运行特性,又具有直流故障穿越与快速恢复能力,较好地适用于远距离大容量架空线路输电应用领域。     

适用于集中式可再生能源的储容配置敏感因素分析

目前基于可再生能源历史运行数据的储容配置方法较多,但大多未考虑储容配置过程中的敏感因素,储容配置过程的敏感因素是优化储能容量和提高储能应用效率的关键角度之一。首先提出适用于大规模集中式可再生能源领域,以平滑出力波动和跟踪计划出力为应用模式的储容配置算法,并汇总了影响配置结果的敏感因素,即数据样本、储能类型和储能系统的工作方式。以平滑某典型百MW级风电场的出力波动为例,分析了各敏感因素对储容配置结果的影响,以储能容量需求和等效寿命损耗为评价指标,得出数据采样时间间隔、统计时间尺度和BESS初始剩余能量状态的推荐值。     

适用于含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略

基于下垂机制的含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略的控制层级较多,层级间时间尺度相差较大,导致其暂态响应较差,应对本地负荷波动或下垂系数调整等扰动的能力不强.针对以上问题,提出了一种新型的含多并联逆变器微电网联络线功率分层控制策略.一层分散控制采用电压滤波跟踪误差的方法对系统公共耦合点(Point of Common...