二极管箝位式三电平拓扑在双馈式风力发电系统中的应用研究

分析了双馈风力发电系统网侧变流器的特点,建立二极管箝位式三电平拓扑的网侧变流器的数学模型,依据数学模型研究双馈式风力发电系统网侧变流器控制策略,在MATLAB/simulink软件平台上搭建仿真模型,验证网侧变流器的整流功能和单位功率因数运行。同时针对电容中点不平衡问题提出了一种中点平衡控制算法,并进行仿真验证。     

基于ＰＩＤ控制算法的直流微网容错控制方法研究

构建直流微网容错控制对象模型,调节直流微电网的输出回路参数;以输出功率、直流微网的 参考电压、弱电网下系统惯性响应特征等为约束参量,构建直流微网容错控制目标函数,在不同电网强度下 进行直流微网容错控制的参数自整定性调节,采用无功环比例积分控制方法进行直流微网容错寻优分析, 建立模糊 ＰＩＤ控制模型,采用变结构的模糊 ＰＩＤ控制方法进行直流微网容错控制过程中的自适应加权学习 和误差反馈调节,实现直流微网容错控制改进设计。仿真结果表明,采用该方法进行直流微网控制的容错 性能较好,输出稳定性较强,具有较好的直流微网输出增益。     

基于PSIM和Simulink的光伏发电系统协同仿真

为了实现光伏发电系统的协同仿真分析,在PSIM仿真软件中建立了光伏阵列和功率变换器的仿真模型,在Matlab/Simulink中建立了基于扰动观察法的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略仿真模型,然后利用PSIM软件所提供的Simulink仿真接口,实现了基于PSIM和Matlab/Simulink的光伏发电系统协同仿真实验分析。仿真结果表明,利用PSIM和Matlab/Simulink进行协同仿真,可以较好地完成复杂电子系统的辅助设计仿真分析。     

基于PSIM的异步电机矢量控制系统仿真研究

本文在论述异步电机矢量控制基本原理的基础上,在PSIM仿真环境下建立了按转子磁链定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真过程和结果表明,在PSIM环境下不仅仿真结果与实际情况基本相符,而且可以大幅缩短仿真时间,提高了仿真效率。利用PSIM强大的仿真能力,为电机驱动系统的开发与设计提供了强有力的工具。     

无刷直流电机模糊自适应PID控制的研究

为了提高无刷直流电机控制系统的动、静态性能,将模糊控制结合PID控制算法应用到无刷直流电机速度控制系统中。在分析了无刷直流电机速度控制系统的基础上,利用PSIM与MATLAB/Simulink共同建立了无刷直流电动机模糊自适应PID控制的仿真模型,充分发挥了PSIM和MATLAB/Simulink各自在仿真方面的优势,简化了建立仿真模型的过程。仿真结果表明,采用模糊PID集成控制算法能够使无刷直流电机速度控制系统具有更快的响应速度和更强的抗干扰能力,对无刷直流电机控制系统的设计具有一定的指导意义。     

基于风光储双层母线微电网的分布式模型预测控制

针对风光储互补的双层母线直流微电网系统,提出一种基于多端口变换器直流微电网分布式模型预测控制策略。首先,建立各个子微网系统中风电系统、光伏系统和储能系统的数学模型,其次,依据风电系统、光伏系统工作在经济最优,发电功率最大,储能系统作为补充的原则,采用分布式模型预测控制算法优化风电系统、光伏系统输出功率,保证高低压侧母线负荷跟踪性能和经济性能。最后,通过微网间DC/DC变换器进行PI控制,实现高低压母线间能量平衡,维持母线电压稳定。通过仿真、实验验证,所提控制策略能够实现各个微电网发电单元经济最优的同时,维持高低压侧母线的功率平衡和母线电压稳定,提高了系统的运行可靠性。     

直流配电网电磁暂态仿真并行算法研究

针对在直流配电网快速发展的情况下日益增长的直流配电网仿真需求,对直流配电网仿真电磁暂态仿真并行算法进行了研究.开发了直流配电网电磁暂态仿真程序,搭建了光伏电池、锂电池、VSC变流器、直流变流器和交直流负荷等元器件的电磁暂态仿真模型.针对直流配电系统电力电子装置多、电力开关的控制逻辑复杂等特点,提出了适用于控制系统仿真的延时解耦并行算法以提高防真效率,对仿真程序进行了并行优化.最后,利用双端直流配电网算例对所开发的仿真程序和所提出的并行方法进行了测试.研究结果表明,该程序能够对直流配电网系统进行准确、高效的仿真,所提出的延时解耦并行算法是也正确的而高效的,在保证计算精度的基础上,有效提高了仿真程序的效率.     

基于微电网的冷热电高效供能与经济化研究

冷热电联产系统(CCHP)具有能源利用效率高、保护环境、节约能源、减少排放等优点,可满足用户冷热电多种形式的能源需求。溴化锂制冷机技术为能源的节约创造了一种新的模式,能够提高系统整体的经济和社会效益。微网的运行优化是微网运行管理的重要内容,它直接影响着微网运行的经济性、可靠性和对可再生能源的利用率,鉴于此,对包钢集团微电网内的循环水余热利用项目的改造和实施进行了详细的分析和介绍。     

变速恒频风力发电机中网侧变流器的矢量控制

建立了网侧变流器的数学模型,并通过坐标变换解耦有功功率和无功功率,采用电网电压定向的方法,设计出网侧变流器的矢量控制策略。最后在Simulink中搭建网侧变流器的拓扑结构,以及电网电压定向矢量控制模型。仿真结果表明,网侧变流器输出直流电压稳定。     

柔性直流配电网优化调度研究

大规模可再生能源接入电网的需求对柔性直流配电网的研究起到了推动作用。合理调度是直流配电网的核心问题之一,直接关系到直流配电网的运行性能。可再生能源出力误差使得配电网调度更加复杂。针对上述问题,提出了基于机会约束规划的直流配电网多目标优化调度模型,并采用结合随机模拟的粒子群算法求解出给定直流配电网的调度方案。算例表明,机会约束规划的应用能有效减小可再生能源出力不确定性对调度造成的影响。     

区域微电网群两级能量调度策略优化研究

针对现阶段微电网能量管理技术发展趋势,在满足其内部经济调度的基础上,还需要关注微电网间的能量互补机制。对并网型区域微电网群提出了一种两级能量优化调度模型。引入条件风险指标(CVaR)衡量可再生能源与负荷预测误差对调度方案造成的影响,结合微电网运行收益,作为微电网内部能量调度的优化目标;采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行求解,研究收益风险比作为优化调度策略的筛选指标,提出微电网内部能量优化调度策略;以区域微电网群公共并网点有功功率梯度变化最小化为前提,获得最佳微电网净功率组合方案,由此平抑微电网群对配电网造成的功率波动;考虑电力传输距离制定了微电网间净功率互补机制,提高功率传输效率。算例仿真结果表明,该模型能够合理实现微电网内与微电网间经济运行与功率平衡,为微电网群日前调度计划提供了有效设计流程。     

计及网损最小的电网简化方法

针对风电、光伏等可再生能源不断并入电网,以及特高压直流的大力发展,使电网的规模越来越大从而增加了电网无功电压的控制难度的问题,提出了采用蒙特卡洛方法模拟电网实际运行状态,使用非线性最小二乘回归方法获得了有功损耗与节点有功注入、无功注入之间的权重,从而形成了电网有功损耗模型。针对该模型,以电网有功损耗为目标,通过对电网中的各个节点进行了分区优化,从而获得了最符合电网运行实际的节点分区结果。对IEEE39母线系统进行仿真测试。结果表明,所提方法能够实现98%的电压预测精度,说明该电网简化方法有助于提高新形势下电网无功电压的监视和控制精度。     

Optimal model of PDIG based microgrid and design of complementary stabilizer using ICA

The generalized Heffron–Phillips model (GHPM) for a microgrid containing a photovoltaic (PV)-diesel machine (DM)-induction motor (IM)-governor (GV) (PDIG) has been developed at the low voltage level. A GHPM is calculated by linearization method about a loading condition. An effective Maximum Power Point Tracking (MPPT) approach for PV network has been done using sliding mode control (SMC) to maximize output power. Additionally, to improve stability of microgrid for more penetration of renewable energy resources with nonlinear load, a complementary stabilizer has been presented. Imperialist competitive algorithm (ICA) is utilized to design of gains for the complementary stabilizer with the multiobjective function. The stability analysis of the PDIG system has been completed with eigenvalues analysis and nonlinear simulations. Robustness and validity of the proposed controllers on damping of electromechanical modes examine through time domain simulation under input mechanical torque disturbances.     

Design and implementation of a new modified sliding mode controller for grid-connected inverter to controlling the voltage and frequency

As the output power of a microgrid with renewable energy sources should be regulated based on the grid conditions, using robust controllers to share and balance the power in order to regulate the voltage and frequency of microgrid is critical. Therefore a proper control system is necessary for updating the reference signals and determining the proportion of each inverter in the microgrid control. This paper proposes a new adaptive method which is robust while the conditions are changing. This controller is based on a modified sliding mode controller which provides adapting conditions in linear and nonlinear loads. The performance of the proposed method is validated by representing the simulation results and experimental lab results.     

基于LLC拓扑的宽电压输出车载电源研究

针对电动汽车车载DC-DC变换器的设计问题,对车载DC-DC变换器的宽范围应用需求进行了分析,总结了使用LLC拓扑设计宽范围DC-DC变换器的面临的问题,传统的基波分析法设计理论在宽范围DC-DC变换器中引起的误差很大,通过空载的LLC增益分析对其进行了验证。提出了一种结合基波分析法的限制条件与仿真的新设计方法,使得增益分析的误差大大减小,且对效率优化十分有效。最后搭建了一台2 k W的实验样机对理论分析进行了验证,并根据所提出的设计方法给出了电路关键参数的设计流程。研究结果表明:所设计的样机在10%~100%负载下均能实现软开关,且最高效率达到97.1%。     

[绿色设计]基于Vericut的机床能耗建模与仿真

为实现数控加工制造过程的能耗预测与仿真,采用比能耗法建立了基于Vericut Force模块的机床能耗模型,并结合UG CAM模块与Vericut Force模块搭建了CAD-CAM-ECS能耗仿真平台,实现零件在加工过程中能耗的仿真。结果表明,基于Vericut中过程毛坯（IPW）条件的机床能耗模型可有效预测零件在加工过程中的机床能耗状态,CAD-CAM-ECS能耗仿真平台可实现加工过程能耗仿真并准确映射能耗高的设计特征,为零件的设计及工艺的优化提供依据。     

Integrated power and single axis attitude control system with two flywheels

The existing research of the integrated power and attitude control system(IPACS) in satellites mainly focuses on the IPACS concept,which aims at solving the coupled problem between the attitude control and power tracking.In the IPACS,the configuration design of IPACS is usually not considered,and the coupled problem between two flywheels during the attitude control and energy storage has not been resolved.In this paper,an integrated power and single axis attitude control system using two counter rotating magnetically suspended flywheels mounted to an air table is designed.The control method of power and attitude control using flywheel is investigated and the coupling problem between energy storage and attitude control is resolved.A computer simulation of an integrated power and single axis attitude control system with two flywheels is performed,which consists of two counter rotating magnetically suspended flywheels mounted to an air rotary table.Both DC bus and a single axis attitude are the regulation goals.An attitude & DC bus coordinator is put forward to separate DC bus regulation and attitude control problems.The simulation results of DC bus regulation and attitude control are presented respectively with a DC bus regulator and a simple PD attitude controller.The simulation results demonstrate that it is possible to integrate power and attitude control simultaneously for satellite using flywheels.The proposed research provides theory basis for design of the IPACS.     

兼顾用户满意度和发电侧收益的微电网系统量子粒子群优化

兼顾微电网系统发电侧与用户侧的综合利益,从能量管理的角度出发,建立了以用户满意度和发电侧收益为目标的优化模型。首先,采用多目标局部变异-自适应量子粒子群算法(Multi-objective local mutation adaptive quantum particle swarm optimization,MO-LM-AQPSO)获得用户满意度及发电侧收益的Pareto前沿。然后,引入缺电损失,以发电侧收益最大为目标,选取了非支配解中的最优解,并通过算例仿真验证其有效性。进而引入可平移负荷及分时电价激励机制,通过合理的峰谷电价比以引导用户积极参与需求侧响应。仿真结果表明,合理的激励措施,可提高微电网收益和用户满意度实现可再生能源的最大化利用及蓄电池运行损耗的有效减少。