考虑光热电站储热特性的大型风光热发电系统并网控制策略

为了解决自然风力、温度与光照强度的随机性带来的风电、光伏系统并网出力的波动以及故障情况下暂态电压稳定性问题,利用光热电站储热系统的特性,提出一种有效抑制功率波动和改善低电压穿越能力的风电、光伏、光热联合发电系统并网控制策略。风电、光伏系统均采用第一级功率、第二级电流的两级控制策略;光热系统通过比较并网点电压、频率与额定电压、频率的大小控制储热系统输出有功、无功的控制策略,实现抑制功率波动。分析风电单独和光伏单独系统、风光互补系统、风光热联合系统运行模式下的出力情况,以Matlab中IEEE 3机9节点系统为算例基础进行仿真验证,结果表明：风电、光伏、光热并网系统以风光热联合系统运行模式下并网功率波动较小,改善了低电压穿越能力,保证了电网安全稳定运行。     

基于三电平全功率变流器的直驱式永磁风电并网控制技术

为提高基于大容量直驱式永磁同步风力发电系统的大功率风电并网的可靠性,设计了风电并网三电平全功率变流器。主要是利用传统并网控制技术即基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,采用双PWM控制技术对三电平全功率变流器进行控制,以实现对有功和无功的解耦控制。运用Matlab/Simulink仿真软件进行风电并网系统仿真,仿真结果表明:三电平全功率变流器可有效改善风电大功率并网质量。     

基于滑膜控制的三相可逆PWM整流器的研究

 摘要：分析了三相电压型PWM整流器的基本原理并进行数学建模。针对传统PI双闭环控制系统难以达到良好控制效果问题,研究了一种电压外环为前馈补偿加输出电压反馈控制,电流内环为滑膜变结构的控制策略。该策略利用电压外环维持直流侧电压的稳定和控制整流器的功率流向,电流内环控制PWM整流器的交流侧输入电流跟踪输入正弦电压,实现能量的双向流动和单位功率因数运行。最后,在MATLAB/SIMULINK中进行仿真,结果验证了此控制策略的可行性和有效性。     

三相电压型PWM整流器的逆系统内模控制

三相电压型PWM整流器因其优良的工作特性得到了越来越广泛的应用.但是由于它本身的非线性特性,常规的基于其近似线性模型的控制方法只有在特定的条件下才能正常工作,很难保证系统的全局稳定性.针对这个问题,首先建立了三相电压型PWM整流器的非线性模型,然后利用逆系统理论将系统化为一个两输入两输出的伪线性系统,为了避免由于建模不准和参数漂移引起的系统性能恶化,使用内模控制方法来对伪线性系统进行综合,根据此控制策略可以实现三相电压型PWM整流器的有功功率和无功功率的解耦控制,具有良好的稳态和动态性能.试验结果证明了该控制策略的可行性.     

矿用大功率装备全数字变频调速节能设备研发

传统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)存在开关频率不固定,采样频率过高等缺点,造成PWM整流器功率脉动较大;而交直交变频器前端采用三相脉宽调制整流器,可有效提高金属矿山球磨机等大功率设备的电能利用效率。三相电压型PWM整流器采用固定开关频率模型预测电流控制(MPCC-CSF),通过评价函数优化算法得到期望电压矢量来代替FCS-MPC中8个离散的电压矢量,增加了系统控制集的覆盖范围。首先,构建包含电流偏差的评价函数;然后,将数学上的二分法思想引入到评价函数中,迭代寻优得到期望电压矢量的幅值和相位,为了提高寻优效率,利用电网电压矢量构建虚拟扇区,缩小寻优范围;最后,结合脉宽调制(SVPWM)技术输出最优开关状态。对所提MPCC-CSF策略与传统的FCS-MPC方法进行的可行性和优越性的仿真和试验对比分析表明,MPCCCSF方法较传统FCS-MPC方法具有控制精度高等优点。     

输入电压突变时矿用本安电源的动态特性研究

鉴于煤矿井下封闭、可燃性气体多,矿用本安电源及各种电气设备均须稳定可靠。针对输入电压突变时产生的过电压或过电流易引发电火花等危险,以降压型buck变换器为例,对连续导电模式下变换器的输出电压的动态特性进行了建模分析,探索了开关变换器的设计准则,得出了系统产生过冲电压的条件、幅值及频率,并利用PSPICE仿真和实验进行了验证。结果表明理论分析是正确的。     

三相电压型逆变器模型预测电流控制

针对目前电力电子系统中常用的滞环控制方法开关频率不固定的现象,提出了一种新的模型预测控制算法(S-MPC)。该算法采用离散时间模型,预测电力电子变换器中控制对象未来的数值,根据不同的控制对象特性以及约束条件,选择不同的优化函数来决定变换器的开关状态。以三相电压型逆变器输出电流为控制对象,建立预测控制模型、控制性能优化函数,并在MATLAB/SIMULINK上分别对S-MPC和滞环控制进行对比仿真研究。仿真结果表明,新型S-MPC算法能够准确地跟踪参考电流,解决了常用方法中存在的电流耦合情况,实现了电流解耦控制,达到了较好的控制效果,具有一定的应用价值。     

基于SVPWM的三电平整流器的研究

论文讨论了三相三电平二极管中点箝位型PWM整流器电路拓扑,详细分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理.三相VSR控制系统采用电压和电流双闭环控制,在Matlab仿真环境中建立了三相三电平PWM整流器的控制系统的仿真模型,仿真结果验证直流输出电压的稳定性,并具有电流谐波含量低、动态响应性能好、抗干扰能力强等优点,具有很强的实用性.     

基于改进模糊AHP的风电场有功功率分配方法

针对基于模糊评价的风电场有功功率分配中，模糊参数较多的问题，提出一种改进的模糊层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)的风电场有功功率分配算法。考虑变速变桨风电机组限功率调节特点，采用AHP方法确定变速和变桨系统的相对权重系数，结合TS(Takagi-Sugeno)模糊模型评价全风速限功率运行机组的功率调节能力，并完成基于功率调节能力的风电场有功功率分配。最终在MATLAB上验证文中所提算法，仿真结果表明，与模糊评价风电场分配算法相比，文中模糊参数少，风电场有功功率输出波动小，并且机组的桨距角行程小。     

基于双闭环控制策略的双级矩阵变换器

应用双级矩阵变换器逆变级在dq坐标系下的合成矢量模型,对双级矩阵变换器提出了具有解耦功能的基于复数PI控制器的电压电流双闭环控制策略,其中针对电压外环和电流内环分别设计了复数PI控制器实现对输出电压和输出电流的控制,并用Simulink建模.仿真结果表明,基于复数PI控制器的电压电流双闭环控制方法不仅能够实现解耦控制,而且可有效地改善双级矩阵变换器的动静态性能及抗扰能力.     

Research of variable speed directly driven SRG wind power system position sensorless based on DFNN by FEA

A new method of switched reluctance wind power generation position sensorless based on DFNN by FEA was proposed. Through current and magnetic linkage to get the angle of SRG rotor position, the nonlinear mapping of current-magnetic linkage-angle was built. By training these sample data from FEA, the angle of SRG rotor position was replaced by the output of DFNN to achieve SRG position sensorless. Simulation results show that the error between actual rotor position and estimate rotor position is small; SRG can commutate with great accuracy; and the output voltage of SRG wind power system under variable wind speed is essentially constant.     

基于改进PID的风电探测控制系统设计

为了改善风电探测控制效果,设计基于改进PID的风电探测控制系统。系统采用风电场探测处理单元搭建探测控制装置,利用改进PID划分风电工况区,控制工况区内的荷载,标定回波探测范围,优化探测控制系统回波特性,从而实现风电探测控制系统的设计。仿真测试表明,设计系统可以获得理想的风电探测效果,风电探测控制误差小,具有实际应用价值。     

陕北贫困地区风光互补发电系统研究

针对陕北地区设计了风光互补发电系统,通过实验验证了硬件系统,并进行了风光互补控制器测试。通过软件观察采样数据,可知输出稳定性较高,控制在误差允许范围之内;风光互补控制器可实现风力与光伏同步发电,可随外界光照与风速变化实现最大功率跟踪输出;风光互补控制器可实现单输入最大功率点实时跟踪,可实现光伏与风力互补发电双输入最大功率跟踪输出。     

基于相似日和人工神经网络的风电功率短期预测研究

随着地球上的化石燃料的不断消耗,风能作为清洁、安全的能源正在改变着全球能源结构,由于自然风具有随机性、波动性和不可控制性,造成风电场在发电时,发电功率产生巨大的波动,为了提高风电功率预测精度,采用人工神经网络和相似日的方法,以云南某电场风电场发电功率的数据为例,建立模型对风电功率进行了短期预测,研究得出:该方法能够有效地对风电场功率进行预测;与传统BP神经网络相比而言,基于人工神经网络和相似日的方法具有很强的非线性学习的能力,对提高高精度风电场输出功率的预测很有帮助;基于人工神经网络和相似日的方法预测误差概率,误差概率分布符合正态分布,可以作为风电场发电功率误差的置信区间估计和预测的依据,研究为风电功率的预测提供了一定的借鉴意义。     

风力发电站高压输电线路故障定位方法

针对目前方法对高压输电线路进行故障定位时,由于未能基于信息熵指标提取输电线路故障的信号特征,导致该方法在进行故障定位时,存在定位精度低、定位误差大、定位时间长、定位效果差的问题,提出基于数据驱动的风力发电站高压输电线路故障定位方法。对风力发电系统进行具体分析,基于数据驱动方法构建发电系统的系统模型;以模型为基础,获取故障信号的信息熵指标以及近似熵指标,根据获取指标提取故障的信号特征;利用多点的数据故障定位方法,对风力发电站高压输电线路中的故障进行定位。实验结果表明,运用该方法进行故障定位时,定位精度高、定位误差小、定位时间短以及定位效果好。     

基于天气影响的风电功率分类预测模型研究

改善风电功率预测精度是提高“源网荷”间有效互动的重要手段之一。针对不同天气变化情况对风电场输出功率的影响,建立了一种基于天气影响的风电功率分类预测模型。结合风电场输出功率与风速间的相关性检验结果以及理论关系,确定了预测模型输入数据的内容,通过不同影响因素以及风电功率序列的自相关检验结果选取了预测模型输入数据的时间窗口,并对输入数据进行融合处理。为简化天气过程分类时的计算,实现分类结果的可视化,采用深度学习自编码技术对输入数据进行降维处理,并采用改进的K-means聚类法进行了天气过程的聚类划分,根据聚类结果利用广义回归神经网络模型对风电场输出功率进行了分类预测。通过实际算例验证了本文方法的有效性。     

考虑风电出力的电力系统短期负荷自动预测方法

利用目前方法预测电力系统短期负荷时,存在电力负荷预测误差大的问题,为此提出了考虑风电出力的电力系统短期负荷自动预测方法。由于风电出力具有不稳定性,所以该方法在预测负荷前先分析了风电出力特性,以此提升不同风电出力情况下的电力负荷预测效果。基于分析结果采集负荷数据,对相同时间下的负荷采集数据进行归类,以此为输入构建BP神经网络预测模型,利用预测模型对归类数据进行处理,最终利用该模型实现电力系统短期负荷的预测。实验结果表明,所提方法的短期负荷预测有效性强、预测精度高。     

新能源电力系统的规划及应用研究

在当前大多数电力系统生产仿真方法中,尚未全面考虑新能源发电的输出特性。根据风电发电和光伏发电的历史运行数据,采用统计方法对其进行了功率输出特性的分析。在此基础上,以最低生产成本或最佳节能减排效果为优化目标,建立以电力平衡、电力平衡和峰值平衡为基础的大规模集成新能源发电的电力系统运行模型。利用所提出的电力系统运行模型,基于中国西北电网进行了运行仿真,分析了不同系统运行条件下的新能源电力条件。仿真结果很好地验证了所提出的电力系统运行模型在大规模新能源发电产业电力系统的适应分析中的有效性。     

改进粒子群算法的输配电网分布式电源规划研究

研究基于改进粒子群算法的输配电网分布式电源规划方法,以期缩短输配电网网损、降低运行成本、保证电力系统稳定运行。以总投资与运行成本最小、分布式电源有功网损最低、电压稳定裕度为目标函数,结合分布式电源的容量、电压、电流约束条件,建立输配电网分布式电源规划模型;应用改进粒子群算法,通过初始化粒子群参数、例子迭代次数及速度设定、粒子潮流和网损计算、粒子适应值分析等步骤,求解分布式电源规划模型,输出最优规划方案。实验结果表明,该方法可以实现输配电网的电源规划,规划后输配电网电压稳定,所产生的有功网损小,可降低输配电网的总体运营成本,更好地满足实际电力工作需求。     

考虑环保成本的风电消纳综合能源系统调度模型设计

现有的综合能源系统调度模型难以在风电消纳作用下获取最优路径,导致模型所得调度结果经济效益较差,为降低发电成本,设计考虑环保成本的风电消纳综合能源系统调度模型。建立综合能源系统调度成本模型,设计火电机组与风电机组成本目标函数;以风电消纳为核心对能源调度模型进行动态寻优,设置风力发电的约束条件;设计风电消纳综合能源系统调度算法,得到综合能源系统调度最优解。分情景对该调度模型在风电消纳作用下的调度总成本进行对比,当弃风电量从3 110 MWh逐渐减小为0时,调度成本以及碳排放处理成本从86972万元不断降低至78171万元。由此可见,减小弃风量可以降低风电消纳作用下的综合能源系统调度成本。