面向碳中和的冲击性负荷电能实时动态计量方法

在面对不同波形时,不同的电能计量方法的误差较大,因此,面向碳中和,设计冲击性负荷电能实时动态计量方法。计算滤波信号系统偏差,在采样周期内,获取离散信号,构建信号移频表达式;建立冲击性负荷电能等效模型,计算电压与电流有效值,分析有功输出功率和无功功率;构建采样点离散频率表达式,计算采样点余数偏差,实时更新电能动态指标。绘制正弦波、平顶波、尖顶波、电流过零点波等四种瞬时功率波形,实例测试结果表明,正弦波的滤波效果远远优于其他三种波形。10 s内四种波形的电能实时动态计量误差累计数值分别为0.082%、0.179%、0.256%和0.401%。电能计量方法对正弦波的计算精度最高,适应性最好。     

基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制（MPC）的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。     

谐波影响下变电站电能分项计量误差测试方法

现有的电能分项计量误差测试方法通过数字仿真系统完成误差仿真,但是未实现详细的量化分析,导致计量误差测试精度较低。为此,提出新的谐波影响下变电站电能分项计量误差测试方法。分析电能分项计量系统工作原理;依据电压互感器工作原理,获取因谐波作用造成的附加误差;利用电流互感器等效电路,依据磁通守恒定律以及基尔霍夫电流定律,得到电流互感器误差测试结果;通过乘法器测试谐波影响下电子电能表的误差。将谐波影响下的电压互感器、电流互感器和电子电能表误差之和看作电能分项计量误差。实验结果表明,所提方法测得的变电站电能分项计量误差和实际误差值一致,由此可知所提方法为电能分项准确计量提供了可靠依据。     

一种适用于智能配电网的DC/DC换流器拓扑及其控制策略

由于智能配电网的高故障率特性以及城市土地资源的限制,DC/DC换流器的体积、成本、效率、控制性能和故障穿越能力逐渐成为其在该领域内的限制因素。为此,提出了一种基于电流源换流器（current source converter,CSC）和电压源换流器（voltage source converter,VSC）的混合DC/DC换流器拓扑,提出的换流器拓扑采用高频交流链路,分析了换流器的数学模型和运行约束条件,给出了换流器的参数设计方法。提出了一种换流器CSC侧采用有功功率和无功功率双闭环控制,VSC侧交流电压幅值单闭环控制的DC/DC换流器闭环控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了1 MW/2 000 V/750 V混合DC/DC换流器仿真模型,分别对额定运行工况、功率反转工况和直流短路工况进行了仿真研究。仿真结果验证了提出的混合DC/DC换流器工作性能优越且具备直流短路故障穿越能力。     

多重化双向DC/DC变换器电流增广控制研究

针对光储分布式发电系统中多重化双向DC/DC变换器结构,提出一种基于输入-输出线性化的增广电流控制方法。首先建立双向DC/DC变换器仿射非线性模型并分析其内动态方程,确定以电感电流为输出的状态空间描述;然后利用非线性变换将输入-输出线性化并引入增广电流反馈机制,根据二阶经典控制系统,设计控制器参数。最后经数字仿真验证该文提出的控制方法可准确、快速、强鲁棒性地跟踪功率指令,消除稳态误差对电网和负荷的不良影响,多重化结构与错相调制有效减小电感电流以及储能充放电电流纹波。     

电流畸变时AC/DC双向功率变换器的控制策略

在交直流混合微电网中,通过电力电子接口接入的可再生能源和非线性负载会使交流母线电流发生畸变。因此,要求AC/DC双向功率变换器不仅能可靠变换功率以保证交直流子网功率平衡,而且能抑制交流母线谐波电流。该文基于Fryze-Buchholz-Depenbrock(FBD)功率理论的谐波电流检测法,提出一种可以治理交流母线谐波电流的AC/DC双向功率变换器控制策略。该控制策略在实现交直流子网功率传输及母线电压稳定的基础上,还可以通过AC/DC双向功率变换器治理交流母线谐波电流,保证微电网具有良好的电能质量。最后通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性。     

直流微网DC/DC变换器的虚拟直流电机控制策略研究

直流微网是小惯性系统,负荷频繁投切和新能源出力波动等因素都会影响母线电压的稳定。在直流微网系统中,往往通过储能单元维持系统功率平衡和母线电压稳定。针对储能端口双向DC/DC变换器,提出一种简化的虚拟直流电机控制方法,以增强系统的惯性和阻尼;建立虚拟直流电机控制的小信号模型,分析控制策略的稳定性和动态特性;对于动态响应初期母线电压的冲击性变化,提出输出电流前馈的小信号模型补偿方法,进一步平滑母线电压的动态过程;最后通过仿真分析验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

混合微电网与配电网间的串联环节及其控制

为了提高交直流混合微电网并网运行时对配电网故障的穿越能力和电能质量,提出在配电网和交直流混合微电网之间加入串联环节,该串联环节可与微网中交直流子网间的AC/DC双向功率变换器配合提高交流子网的电能质量,同时可抑制配电网和交直流混合微电网之间的故障电流。首先介绍该串联环节的基本结构和运行模式。然后,基于在abc三相静止坐标系和dq两相同步旋转坐标系下的数学模型,设计一种配电网电压前馈、负载电压和补偿电压双反馈的电压补偿控制策略,并采用电压电流双闭环控制方法进行故障电流抑制。此外,对该串联环节的变压器进行设计。最后,通过仿真验证上述串联环节及其控制策略的有效性。     

电能计量装置误差范围的选择与调整

以前,电力计量部门到变电所或用户校验电能表,往往只要其误差在要求的范围内就算计量准确合格。如果电能计量装置设有使用电压／电流互感器而采用直接接入式,这种方法是正确的。但一旦有电压／电流互感器和二次回路,上述方法是就不一定正确了。我们知道,电能计量装置的误差是由互感器的合成误差、电能表误差和二次回路压降引起的误差三部分所组成,要使电能所读电能数值为一次回路实际流过的电能量,必须使这三者的综合误差和为零或趋于零。要使电能计量装置正确反映所计电能,首先必须预测出计量装置所测线路的实际经常负荷及各种运行…     

大容量储能系统三电平双向DC/DC变换器的研制与仿真

设计了一种适用于大容量储能系统的三电平双向DC/DC变换器,其拓扑采用可承受大电压的高频隔离双半桥三电平结构。介绍了三电平双向DC/DC变换器的工作原理和开关器件应力情况,分析了在单移相调制策略下的工作特性以及功率特性和软开关条件,并设计了闭环控制系统。通过仿真实验表明,该变换器具有开关管电压应力小,适用于大电压大功率场合;开关管工作在高频软开关条件下,功率密度高;输出电压稳态无差等特点,可满足大容量储能系统的工作要求。     

含谐波源的功率计量方法研究

电能表作为电能的一种计量工具,其计量方法的正确性和合理性对电能计量装置起着至关重要的作用。谐波作为电网中的一种污染源,能否准确地计量谐波功率的大小,直接关系到供电双方的经济利益。通过对比分析感应式电能表、模拟电子式电能表、数字式电能表电能计量方式的不足,提出了一种基波功率和谐波功率分别计量的方法,以及一种基于α-β变换的谐波功率计算方法,为谐波功率计费提供了有效的途径。最后通过仿真验证了所提方法的正确性。     

超级电容器储能系统中DC/DC变换器先进PID控制改进方法

针对超级电容器储能系统中的DC/DC变换器为高阶、非线性的系统,采用传统的PID控制难以应对负载、电压突变等复杂情况,提出了一种将Fletcher-Reeves共轭梯度法控制的BP神经网络控制器与PID相结合的先进PID控制改进方法,解决了DC/DC变换器传统控制算法中稳态误差大、控制响应时间长的问题。同时也建立了微网模型,并应用改进算法进行了仿真。仿真结果表明,所提出的改进方法能够有效地改善DC/DC变换器端电压的控制效果,使超级电容器储能系统能有效地平抑微网在并网状态下PCC点的功率波动。     

变压器绕组梯形等效电路频率响应的稀疏列表算法研究

准确计算变压器绕组等效电路频率响应是开展频率响应分析（FRA）仿真研究的基础。研究了双绕组变压器梯形等效电路频率响应的稀疏列表算法。首先,依据图论与绕组梯形等效电路各支路电压、电流及电气元件的约束条件,构建了稀疏列表方程;其次,求解稀疏列表方程,并计算了不同FRA测试接线形式下的FRA曲线;最后,通过算例验证了所述方法的正确性。该方法仅需一次矩阵求解,即可同时获得各支路的电压、电流向量及各节点电压向量,避免了因接线形式变化而需要的多次矩阵求解过程,实现了不同接线形式下FRA曲线的快速获取。     

不同电能质量等级下的谐波责任划分方法

摘要： 提出一种考虑不同电能质量等级下的谐波责任划分方法。首先,计算公共连接点的电压总谐波畸变率,对PCC点进行电能质量等级划分;其次,根据划分的电能质量等级对谐波电压、谐波电流数据进行分段处理,利用偏最小二乘法计算每段谐波责任;最后,求加权求和得到关注时间段的谐波责任。为验证方法的有效性,在IEEE13节点测试系统上做了仿真分析。结果表明,该方法综合考虑到电能质量的影响,较传统方法更为合理。     

光伏并网与电能质量治理统一控制

为提高光伏并网系统利用率,并使其具备主动参与电网电能质量治理的能力,提出一种协调并网发电与网侧电能质量治理的统一控制策略。研究基于光伏组件出力的运行模式切换与直流侧电压控制方法,提出基于无功/谐波优先级的逆变器容量分配和指令电流合成策略。设计并研制基于FPGA+RT架构的并网控制器,构建DC/AC单级结构的光伏并网实验系统。实验验证统一控制策略的可行性和有效性,为分布式光伏电源可定制电能并网发电提供基础。     

单级式光伏逆变研究与MPPT方法

提出和研究正弦波周期稳幅条件下基于电荷流积均衡（ICF）的零DC—DC变换的并网型逆变机制和方法．旨在减少电能交换环节和次数,以提高电路逆变效率。还提出流积平衡下基于MPP偏置电压Vm的交换比,分析了这种方法的逆变工作过程,得出约束交换比的计算方法。阐述了正弦单周期逆变调制的光伏环境条件,研究由启动和调节环节构成的无DC-DC变换的MPPT逆变方法,分析建立了功率电压法（DPDVM）的MPPT逆变控制策略及MPP转移调节算法流程。电路实验表明,这些方法和算法下逆变电路可取得很高的效率。     

多绕组电压互感器现场基本误差调整方法的研究及应用

分析了电压互感器在实际二次负荷下误差超差的原因及其对电能计量准确性带来的影响,并对多绕组电压互感器误差调整方法进行了研究,采用误差叠加法原理,设计了一款误差调整线圈。利用一组非计量绕组做激磁线圈,研究了一种简便易行的多绕组电压互感器计量绕组现场误差调整方法。     

多模直流模块式光伏发电系统前级DC/DC变换器研究

对DC/DC变换器进行了分析,以半桥变换器为研究内容,讨论了多模直流模块式光伏发电系统的结构及性能;并介绍了变换器的运行控制,包括MPPT控制、恒压控制、恒功率控制;最后进行了理论分析与仿真验证,得到结论:隔离型电流馈电半桥变换器能够较好地实现高电压增益和高效率,在进行控制仿真时,选用的扰动观察法能够很好地观测输出功率,从而得到预期的效果,验证了变换器的可行性。     

光伏直流升压系统中级联DC/DC变流器的均流/均压控制策略

输入并联输出串联级联DC/DC变流器可减小开关器件承受的电流/电压应力，适用于低电压输入高电压输出的光伏直流升压系统。为了保证级联变流器的稳定工作，必须确保各模块的输出电压均衡。分析统一占空比控制策略的缺点，提出采用均流型MPPT控制策略实现输出均压和光伏模块的最大功率跟踪，针对均流型MPPT控制策略在光照强度发生变化时的暂态特性的不足提出在均流环的基础上叠加输出电压环的均流均压型MPPT控制策略，以改善系统的动态均压能力。并提出光伏直流升压系统中输入并联输出串联级联DC/DC变流器的模块化设计结构。仿真结果验证了该方法的有效性。     

区域配电网中逆变型分布式电源不同控制方式下故障特性分析

由于逆变型分布式电源在中低压配电网中渗透率的增加,区域配电网运行模式及网内DG控制方式会对故障后输出的电流及端口电压产生明显影响。文章首先分析了区域配电网并网运行模式下电压控制和电流控制IBDG在PQ策略下的故障特性,然后分析了孤岛下电压控制IBDG在Droop策略下的故障特性,为了抑制电压波动并调节系统电压,设计了一种容性等效输出阻抗的电压电流环,并建立了子配网孤岛下不同故障类型的分析计算模型。最后基于PSCAD搭建了仿真模型,通过仿真分析验证该方法的正确性与有效性。