考虑电动机启动的舰船直流区域配电系统最大供电能力计算与分析

根据舰船综合电力系统采用直流区域配电的新特点,以电动机安全启动为目标,提出基于逆变器负载率的直流区域配电系统(DC zonal electrical distribution system,DC-ZEDS)负荷一次转供最大供电能力(total supply capability,TSC)模型,通过引入虚拟联络矩阵和综合负荷转移矩阵的概念推导负荷二次转供矩阵的表达式,并给出逆变器最大负载率的解析表达式。然后,根据DC-ZEDS的结构特殊性,建立基于逆变器过载约束的负荷二次转供TSC模型。最后,分别计算逆变器安全运行和区域内直接联络逆变器过载两种状态DC-ZEDS的负荷一次转供TSC及逆变器的最大负载率向量,分析负荷一次转供后逆变器过载的可能,进一步通过解析法和模型法求得负荷二次转供TSC,并根据逆变器负载率之间允许差额的不同给出几组不同的逆变器最大负载率向量,解决DC-ZEDS因电动机启动可能造成的切负荷问题,并给出该情况下DC-ZEDS的安全运行边界,为舰船综合电力系统安全预防控制提供研究基础。     

考虑电动机起动的舰船直流区域配电系统预防控制方法

根据舰船综合电力系统(IPS)采用直流区域配电的新特点,针对电动机起动带来的逆变器过载问题,在电动机安全起动的前提下,以最小化开关操作代价为目标,分别建立负荷一次转供模型和负荷二次转供模型。然后,通过比较不同工况下直流区域配电系统(DC-ZEDS)的负荷量与负荷转供最大供电能力(TSC)模型给出的安全边界之间的大小关系,同时,考虑负荷优先级的不同,给出了DC-ZEDS的重载询问流程。最后,针对不同工况下的负荷分布情况,提出相应的预防控制策略,解决了因电动机起动可能造成的逆变器过载问题,并最大限度地避免了切负荷操作。     

中压直流输电直流区域配电综合电力系统静态状态估计方法研究

采用中压直流输电和直流区域配电的电网结构形式,可大幅度提高舰船综合电力系统的功率密度。由于网络结构和设备控制策略的差异,传统陆用电力系统的状态估计方法无法直接应用于舰船综合电力系统。该文建立了综合电力系统静态状态估计的模型,给出了全系统状态估计方法,根据系统的实时性需求研究了分系统快速估计方法,对分系统间不同的接口量选取方式进行了分析,进一步通过对直流区域配电系统进行PQ分解,实现了快速状态估计,以提高算法的实用性。最后通过仿真验证了所提算法的有效性。     

使用Matlab仿真斩波器-直流电动机驱动系统

本文对直流电动机驱动系统进行了简要分析,结合MATLAB的SimPowerSystems工具箱建立了斩波器供电直流电动机驱动系统模型,给出了起动过程、稳态过程和动态调节特性的仿真结果。     

H桥直流斩波变换器边界碰撞分岔和混沌研究

H桥变换器是一类被广泛应用于电力电子领域的重要拓扑,存在复杂的非线性现象,探索其非线性行为的产生机理具有重要的理论和实际意义。研究电流峰值控制型H桥直流斩波器的分岔和混沌现象,建立电流峰值控制H桥直流斩波器的离散映射模型,分析平衡点的稳定性,给出了系统稳定运行参数域。分析边界碰撞分岔和混沌演化过程及其产生机理,推导出碰撞边界线的解析表达式,指出发生边界碰撞的根本原因在于开关变换器占空比的有界性。数值仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

基于TSC与MERS混合无功补偿系统研究

对电力系统进行无功补偿是保证电力系统安全稳定运行的基本条件。在电力系统中,多采用机械投切进行无功补偿,一方面投切周期长,不适用于频繁操作,另一方面不能用于大容量变化补偿系统。因此,研究提出了基于TSC与MERS的大容量混合无功补偿系统,该系统是由多组TSC和一组MERS组成,采用TSC可以有效地提高开关频率,实现多级投切,避免在补偿过程中电压、电流冲击;采用MERS实现了无功连续调节,避免了由于电流谐波含量高造成的系统不稳定。通过对其工作原理和控制策略进行研究,并利用PSIM软件搭建理想情况下的仿真模型,通过对仿真结果进行分析,验证了该混合补偿系统的合理性和可靠性。     

直流配电系统技术分析及设计构想

提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等问题既是配电系统面临的挑战,也为配电技术发展提供了新的机遇。采用以直流为主导的配电方式对于解决上述问题将是一次有益的尝试。文中阐述了直流配电技术的研究现状,总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势,分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性,并提出了一种基于电子电力变压器的多级直流配电系统构想。以配电网末端的家用配电为例,给出了一个具体的低压直流配电系统设计案例并进行了仿真验证。     

飞机直流配电系统负载稳定性仿真研究

针对多电飞机电力系统,建立基于负载变化的直流配电系统的模型。该模型包括发电及变压整流模块和直流-直流变换模块。研究分析直流供电系统块的电路拓扑结构,根据各模块负载不同特性设计反馈控制网络,优化控制飞机供电系统,提高飞机电源供电质量。搭建飞机直流供电系统的仿真模型,获得各项电路性能参数。将仿真获得的电路参数与美国军方军用标准MIL-STD-704F对比,仿真模型参数符合MIL-STD-704F的要求。仿真结果验证了所提飞机直流配电系统模型的合理性。     

配电系统实际运行的剩余供电能力计算方法

现有配电系统最大供电能力模型(TSC)充分研究了配电网的供电能力,适用于规划未来配电系统和评估已有配电系统,本文改进了已有的TSC模型,得到了一种更适合指导智能配电系统运行的剩余供电能力计算方法。首先,简要介绍了配电网的TSC模型及相关定义;其次,提出了剩余供电能力的概念,改进已有TSC模型得到了剩余供电能力数学模型,并给出求解方法;再次,介绍了剩余供电能力的特点,表明剩余供电能力更适合指导配电系统运行;最后,结合算例说明本文模型的实用性和正确性。本文工作定义了一种配电系统剩余供电能力并给出了计算方法,完善了配电网供电能力的理论体系,其更适合指导电网运行,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。     

中低压直流配电电压层级配置方法

随着直流配电系统的发展,中低压直流电压等级的确定,在直流配电典型应用场景中,如何合理地选取电压序列确定直流电压层级,是直流配电发展初期的基础问题。首先,针对中低压直流配电系统提出了电压层级选取方法。该方法根据综合费用最低原则,分析了影响直流配电电压层级的关键因素,并建立了直流配电电压评估模型。然后,通过该模型对每一级电压值的综合费用进行对比,从而选取出完整的电压序列。最后,以负荷密度近似均匀的供电区域为例,验证了所提方法的有效性,为直流配电系统建设提供了参考。     

柔性直流电网潮流转移特性及安全运行影响分析

直流电网潮流大范围转移可能导致换流站运行于安全边界之外,进而引发直流系统连锁故障.为厘清不同情况下直流系统潮流分布转移特性及其对安全运行的影响,首先在主从控制、下垂控制方式下分别对故障线路切除和换流站注入功率改变后潮流转移特性进行了理论分析,并得出了不同运行方式下潮流转移定量计算方法.然后基于PQ功率域分析了复杂直流电...     

源网荷储互动的直流配电网优化调度

针对直流配电网内源荷的强随机性、波动性使得优化调度问题愈发复杂化,结合直流配电网低压网架灵活互联、可控的结构特点,深入分析可互动源荷特性基础上,提出源网荷储互动的直流配电网多目标优化调度方法.该方法通过提出源网荷储互动优化概念,综合考虑可互动负荷、储能及换流器的协同优化对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了含光伏的多电...     

基于连续潮流模型的直流配电网负荷裕度分析

直流配电网由于能灵活接纳分布式电源和直流负荷,是未来智能配电网的发展趋势。随着直流配电网中负荷需求的不断增加,系统会由于静态电压失稳而崩溃。因此,研究直流配电网的负荷裕度对保障系统安全可靠运行至关重要。该文首先建立直流配电网的潮流模型,并将含双有源桥DC-DC变换器的潮流模型嵌入到直流配电网潮流模型中,提出了基于连续潮流法的直流配电网负荷裕度计算方法。通过两类典型的拓扑结构的直流配电网仿真,结果表明直流配电网在减小网络损耗和提高供电能力方面明显优于交流配电网,而且DC-DC变换器变比增加有助于负荷裕度提升。     

A smart building power management concept: Smart socket applications with DC distribution

Recent developments in power electronics increase DC bus utilization in electrical distribution systems due to its numerous advantages compared to AC distribution system in term of energy efficiency, safety, electromagnetic compatibility and renewable energy integration. This study presents a power management system concept based on domestic DC distribution with smart sockets for future smart houses. Energy efficient smart buildings are possible by integrating smart meter, smart sockets, domestic renewable energy generation and energy storage systems for integrated energy management, and this integrated system supports demand side load management, distributed generation and distributed storage provisions of future smart grids. Coming era of smart grids has implications for domestic DC distribution concepts with smarts sockets. Paper describes use of smart DC sockets as an integral part of building power management automation and presents a load shedding algorithm for plug load control for buildings. Simulations show performance of the proposed system components.     

南方电网失步解列装置整定方案

用BPA(Bonneville Power Administration)程序对南方电网目前配置的失步解列系统的定值设置及协调配合进行研究,特别是研究了低压减载的影响以及判出失步后解列不同断面的效果。研究将BPA程序计算结果回放进实际失步解列装置以检验动作结果与分析是否相符,并建立了由南方电网交直流混合实时数字仿真(RTDS)模型、失步解列系统、功率放大器、直流控制保护装置组成的实时闭环试验系统,对研究结论进行了验证。一系列研究表明,在考虑系统中低压减载装置实际动作效果的情况下,为保证失步解列装置的正确动作,需对当前该装置的配置和整定值进行调整。     

基于断面负载均衡度的统一潮流控制器潮流优化控制方法

区域间断面的输电能力主要受限于重载通道的热稳极限,同时关键输电断面对于电网的安全稳定运行具有重要意义。文中提出一种针对断面输电能力受限和潮流分布不均的统一潮流控制器(UPFC)控制方法。定义了断面负载均衡度这一指标,为评估UPFC的潮流控制效果、UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标。以江苏省苏州市500 kV UPFC科技示范工程为例,从三相永久性N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁3种工况提出了相应的UPFC控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制方法可以达到改善断面输电能力和潮流分布的目的,同时提高电网的安全稳定性。     

基于直流区域配电的船舶电网潮流计算

考虑到船舶直流区域配电网络与传统船舶配电网络在结构上和电制上存在的差异,根据船舶直流区域配电网络的数学模型,提出一种新的潮流计算方法。针对直流网络的特点,将前推回代法和牛顿拉夫逊法做了变形,并对船舶直流区域配电网络进行了分层处理。利用改进之后的船舶直流网络潮流计算方法,分别对各层单独计算。最后通过对某船直流区域配电网络实例进行计算分析,验证了该方法的正确性。     

多时间尺度的直流配电网运行优化

为了实现直流配电网的安全可靠经济运行,建立了2种直流配电网的运行优化模型。首先论述了直流配电网运行优化的各种目标,针对上述目标提出了2种时间尺度不同的直流配电网运行优化模型：一种是以功率损耗和电压偏差为目标函数的实时潮流优化模型;另一种是考虑源网荷出力特性的日前优化模型,以日运行成本最低以及负荷方差最小为目标进行削峰填谷优化。给出了2种模型的求解方法并用9节点的直流配电网对上述2种模型进行了仿真计算。仿真结果验证了模型改善直流潮流分布以及削峰填谷的效果。     

基于Simulink的多电飞机电气系统运行特性研究

针对多电飞机电气系统结构日益复杂,其稳定性也愈加重要的现状,研究了电气系统中主电源、应急电源和负载模型的控制方法以及相互之间的影响。首先,详细介绍了基于SVPWM的双闭环控制下永磁同步发电机和电动机的运行策略;其次,分析了28 V航空蓄电池适配的双向DC/DC变换器的设计方法,并基于半桥拓扑设计和改进了电压电流双闭环控制方法;接着以恒功率负载为切入点,使用李雅普诺夫第一法和变换器的小信号模型分析,分别讨论了在不同运行状况下的系统稳定性。在Matlab/Simulink平台上搭建了电气系统仿真模型,仿真结果表明：恒功率负载对多电飞机电气系统的稳定性有较大的影响,而并网电气系统的抗干扰能力较强,且在运行状况切换时动态响应快,从而验证了模型的可靠性。     

直流配电网PV型电源建模及与VSC模型的对比

针对直流配电网的构建问题,考虑实际变流器电气特性,提出了一种新型的直流电源建模方法。该方法避免了对直流配电网中电力电子元器件的精细建模,最大程度上模拟直流配电系统的电气特性,极大地减少了计算机仿真系统的工作量,便于对更大规模直流配电网进行研究分析。以功率需求为出发点,通过调节系统参数,根据P-U下垂特性控制直流电压输出。为验证这一新型建模方法的有效性与优越性,对电压源性变流器(voltage sourced converter,VSC)模型进行了同条件仿真,并将2种模型的结果进行对比,最终验证了该模型可用于直流配电网的分析与研究。