基于相位突变与电流扰动结合的并网孤岛检测

孤岛检测是分布式发电并网研究的难点,特别是在逆变器输出与负载功率平衡时难以检测出孤岛。针对常规孤岛检测方法存在检测盲区的缺陷,文中采用电压相位突变与主动电流扰动相结合的检测方法,该方法克服了采用单一的被动检测方法在近乎阻性负载下失效的问题,不存在检测盲区,可以实现快速有效的孤岛检测功能。仿真验证了该方法的正确性。     

含多分布式能源的微电网孤岛无缝切换策略

针对微电网并网运行切换至计划孤岛运行时负荷侧暂态振荡,提出一种孤岛无缝切换策略,有效降低负荷侧电压与频率振荡幅度。含多分布式能源的微电网孤岛运行时采用主从控制结构,主逆变器从P-Q控制切换至V-f控制,用于稳定负荷侧电压与频率。从逆变器采用P-Q控制,稳定系统内有功功率平衡。孤岛切换时,主逆变器采用状态跟踪控制,削弱因逆变器控制策略切换导致的输出不稳定性。基于PSCAD的仿真实验表明,该控制策略可有效降低孤岛切换瞬间负荷侧的电压与频率振荡,提高微电网供电稳定性。     

计及分布式储能响应的虚拟电厂优化调度模型研究

虚拟电厂采用先进的控制手段,集分布式资源和负荷为一体,构建综合能源服务商,可有效提升分布式资源的综合效益。本文考虑分布式储能充放电及分布式电源的不确定性,提出了计及分布式储能响应的虚拟电厂优化调度模型。该模型考虑分布式储能充放电的运行约束,以总发电量的利润作为优化目标函数,采用网格细菌群体趋药性算法对优化模型进行求解。最后通过仿真算例验证了所提模型的有效性。     

太阳能光伏发电与船舶电站并网系统的孤岛效应分析

太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶技术发展的一个重要方向。随着太阳能电池板转换效率的提高,光伏电网与船舶电网的并网将成为可能。船舶电力系统相对容量较小,易受影响,及其运行的恶劣环境致使船舶电网断电几率增加。船舶电网断电后由光伏发电系统独立向负荷供电形成孤岛效应,对船舶运营和安全造成危害。目前应用于船舶的孤岛检测方法主要分为被动检测和主动检测,存在误判和检测效果不好等缺点。分布式孤岛控制方法检测和控制都在电网端实现,对并网逆变器的性能要求大大降低。少了对孤岛发电系统的扰动,能够保证光伏发电系统的高质量供电。仿真结果证明分布式孤岛控制系统在船舶光伏发电并网系统发生孤岛效应时,能够迅速使得光伏发电系统与船舶电网断开,保证船舶电网和负载的安全及断电后检修工作人员的人生安全。对研究和设计采用光伏并网系统船舶的孤岛控制问题具有重要的参考价值。     

光伏并网发电系统中孤岛效应的研究和应用

光伏并网发电系统除了具有过压、欠压、过频、欠频等常规保护外,还应具有一种特殊的保护功能——孤岛保护。被动孤岛保护相对简单并易于实现,但当PV系统输出功率和负载匹配时,被动式孤岛检测方法失效。因此,本文采用被动式孤岛检测和主动频率偏移(AFD)相结合的孤岛检测方法,实现了孤岛效应的检测和故障保护。     

微网控制策略研究综述

由于分布式电源各具特色,储能、负荷装置也不尽相同,为使分布式电源在并网以及脱离主网时实现无缝切换,通常需要采用不同的控制策略。本文主要阐述了国内外微网控制策略的研究现状,分析了各种微网控制方法的优点及局限性,探讨了微网控制的研究方向,给出了微网控制策略的一些建议。     

考虑孤岛现象的储能系统奇次谐波频谱分析

为了实现对电力储能系统的协调控制能力,提出基于孤岛现象的储能系统奇次谐波频谱分析方法,构建多类型储能系统的奇次谐波检测模型,在孤岛现象作用下进行储能系统的低频成分抑制,将总储能中的低频成分指派给蓄电池,根据储能系统奇次谐波分量,进行超级电容器之间的功率分配,获取能量型储能系统奇次谐波频谱分量,采用波动平抑策略,在考虑孤岛现象作用下,基于模型预测控制算法进行储能系统奇次谐波频谱分析和特征提取,实现功率型超级电容器储能之间的功率优化分配。仿真结果表明,采用该方法进行储能系统奇次谐波频谱特征提取的准确性较好,提高了储能系统的协调控制能力,储能功率得到提升。     

对舰保障配电方舱电动机储能动态匹配控制

为了提高舰艇装备保障中电力方舱运行的稳定性,提出基于粒子群优化的对舰保障配电方舱电动机储能动态匹配控制方法。构建配电方舱电动机储能鲁棒性配置的约束指标模型,考虑储能技术的运行特性,结合稳态工况模拟和动态寻优参数方法实现对配电方舱电动机储能分配过程中的自适应寻优,通过最佳储能系统分布和功率点因素匹配实现对电动机储能动态融合处理,以相应的频率分界点配置因素为控制变量,采用粒子群寻优方法实现对对舰保障配电方舱电动机储能分类的动态调度,通过最小化分布式能源管理方法实现对配电方舱的发电功率最优化控制。实验结果表明,采用该方法进行对舰保障配电方舱电动机储能动态匹配控制能力较好,输出功率因素较高,提高了发电配电效益度水平。     

基于区域电能均衡策略的分布储能系统研究

为了使得区域内分布式储能系统保持电能均衡,文中提出了一种基于成本收益分析的微电网(MG)储能系统优化配置方法。分别建立了孤岛模式和并网模式下MG的分布储能系统(DESS)最佳储能容量数学模型,最终将其转化为混合线性整数问题(MLIP),结合数学规划的建模语言(AMPL)进行求解。通过实例分析结果表明:所提出的方法在孤岛模式和并网模式下均可以确定DESS的最佳储能容量,且并网模式下安装DESS可增加MG的总收益,孤岛模式下安装DESS可减小MG的总成本。     

压电式点胶机驱动电源研究

为满足压电陶瓷对驱动电源连续可调和快速响应的要求,同时改善传统驱动电源效率低、输出波纹大等缺点,该文采用一种直流逆变原理和电压控制驱动方案,并进行了理论分析和实际的电路实验。结合主功率电路和控制电路,采用交流直流变换、功率转换、整流滤波输出直流电压,结合脉宽调制控制芯片,经采样反馈调节高频逆变器的占空比,从而调节输出电压的大小,采用半桥驱动方式实现负载的驱动。当驱动等效负载电容为6.4μF的压电陶瓷时,在0~1kHz频率范围内实现输出电压0~200V连续可调,波纹电压小于10mV,上升沿的时间只有75μs,能满足点胶机的工作要求。     

高重复频率ArF准分子激光器能量控制算法研究

为了实现工业用高重复频率ArF准分子激光器脉冲能量稳定,从电源控制的角度进行了脉冲能量控制技术的基础研究。介绍了高重复频率ArF准分子激光器能量稳定闭环控制原理,使用近似方法建立了准分子激光器脉冲能量和放电电压的函数模型,提出一种基于实时检测脉冲能量的电压调节比例积分算法,并结合函数模型和控制算法进行了MATLAB仿真。结果表明,建立的脉冲能量模型是合理的,且提出的比例积分算法在提高激光器脉冲输出能量稳定性方面是有效的。     

基于元数据的电力客户流量数据实时监测设计

为了提高电力客户流量数据实时监测能力,提出基于元数据的电力客户流量数据实时监测系统设计方法。构建电力客户流量数据的分布式采集和存储结构模型,采用多分布的传感器阵列进行电力客户流量数据采样,对采集的电力客户流量数据进行特征重组,提取电力客户流量数据的元数据结构特征,根据元数据的结构分布进行电力客户流量数据的模糊信息聚类处理,建立电力客户流量数据的多分布特征检测和属性聚类模型,采用模糊融合方法进行电力客户流量数据的多元信息重构,在重构的特征空间中实现电力客户流量数据实时监测。仿真结果表明,采用该方法进行电力客户流量数据监测的实时性较好,识别精度高,特征分辨能力较强,具有很好的电力客户流量信息检测和识别能力。     

综合能源系统主动配电网常规负荷预测模型

为实现高精度、高效率的电力负荷预测,构建一种综合能源系统中主动配电网常规负荷预测模型.首先建立综合能源等效模型,分析不可控负荷、可控负荷、可调负荷的特性;采用主动式负荷特性分析方法与储能特征分析方法分析主动配电网的友好负荷与储能特性,在设计目标函数和约束条件的基础上实现对综合能源系统中主动配电网常规负荷预测模型的求解....     

准分子激光皮肤治疗仪能量稳定性研究

为了满足308 nm准分子激光皮肤治疗仪对激光输出参数,特别是激光能量稳定性的要求,首先建立了激光能量衰减模型,提出了基于激励电压补偿能量的比例积分（PI）算法,对PI算法进行了理论分析、模拟实现;其次对准分子激光器进行了实验研究,设计了高压激励电源和基于快速光电二极管的激光能量无损检测模块,实验研究了激励电压与输出能量的关系、激光器能量衰减特性以及引入PI算法后的激光器能量稳定特性;结果表明:激励电源和能量检测模块满足PI算法的调节精度和响应速度,引入PI算法后,准分子激光器输出能量在1千万个脉冲内仍能维持目标能量17.5 mJ附近,能量方差从0.2%缓慢上升至3%,满足准分子激光皮肤治疗仪的使用需求。     

A cost-effective single-stage inverter with maximum power point tracking

Renewable energy, such as solar energy, is desirable for power generation due to their unlimited existence and environmental friendly nature. However, the high initial investment impedes its wide commercialization. This paper proposes a cost-effective single-stage inverter with maximum power point tracking (MPPT) in combination with one-cycle control (OCC) for photovoltaic power generation. This control scheme is based on the output current-adjusting feature of OCC. The output current of the inverter can be adjusted according to the voltage of the photovoltaic (PV) array so as to extract the maximum power from it. In the mean time, OCC guarantees that the output current is proportional and in phase with the grid voltage. All these are accomplished in one power stage and a simple control circuit. No detection and calculation of power are needed. Compared with previously proposed approaches, this method is much more efficient and cost-effective and yet exhibits excellent performance. The principle is explained qualitatively and extensive experiments have been carried out to verify the proposed method.     

A novel multicell DC-AC converter for applications in renewable energy systems

This paper presents a novel DC-AC converter for applications in the area of distributed energy generation systems, e.g., solar power systems, fuel-cell power systems in combination with supercapacitor or battery energy storage. The proposed converter is realized using an isolated multicell topology where the total AC output of the system is formed by series connection of several full-bridge converter stages. The DC links of the full bridges are supplied by individual DC-DC isolation stages which are arranged in parallel concerning the dc input of the. total system. Therefore, all switching cells of the proposed converter can be equipped with modern low-voltage high-current power MOSFETs, which results in an improved efficiency as compared to conventional isolated DC-AC converters. Furthermore, the cells are operated in an interleaved pulsewidth-modulation mode which, in connection with the low voltage level of each cell, significantly reduces the filtering effort on the AC output of the overall system. The paper describes the operating principle, analyzes the fundamental relationships which are relevant for component selection, and presents a specific circuit design. Finally, measurements taken from a 2-kW laboratory model are presented.     

变流量节能系统动态监测及实时调节系统设计分析

为提高变流量节能系统自适应性能和实时调节能力,提出基于双启发式动态规划的变流量节能系统动态监测及实时调节系统设计方法,构建变流量节能动态监测及实时调节控制对象模型,以供水流量及一次侧的供水温度、供水流量为初始约束参量设计系统的控制规则。在此基础上,结合双启发式动态规划模式并采用模糊优化分配控制策略,对系统进行调节和控制,通过线性规划学习方法,实现变流量节能动态监测及实时调节。仿真结果表明,采用该方法进行变流量节能系统动态监测及实时调节的自适应性能较好,各时段流量预测误差曲线波动介于-1.5至1.5之间,且热负荷值与预测热负荷之间相对误差最大值为2.5%,误差较低。     

一种能储互补多端口电源变换器系统实验平台

直流微网技术促进了分布式能源、储能以及电力电子技术的快速发展,使得多能互补、能源互联系统应用越加广泛。本文以燃料电池发电源、超级电容器储能及其DC-DC变换器为基础,开发了一种能储互补多端口电源变换器系统实验平台。实验系统采用单元模块化结构,分别设计了燃料电池及单向DC-DC变换器单元、超级电容模组及双向DC-DC变换器单元、集合驱动采样的DSP控制器单元。通过搭建的系统平台,开展了相应的实验研究和分析,能够促进学生掌握电力电子技术知识,强化动手实践和产业化训练,提高电力电子系统综合设计分析能力。