基于新型权重因子校正和延时补偿的永磁同步电动机模型预测转矩控制

为解决永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)模型预测直接转矩控制(Model predictive direct torque control,MPC-DTC)权重因子和计算延时问题,提出了新型权重因子校正和延时补偿策略,改善PMSM控制性能,完善模型预测转矩控...     

基于ELM预测模型的高比例新能源电网改进频率控制策略

高比例新能源电网中,功率与频率变化存在很强的非线性,自动发电控制（AGC）作为电网调节频率的主要控制手段,目前的控制方式无法很好地适应强非线性特性电网的调频需求。鉴于此,提出了基于极限学习机（ELM）预测模型的高比例新能源电网改进频率控制策略。其特点在于通过ELM算法和历史运行数据,建立电网功率变化与频率变化的实时频率预测模型,进一步基于预测模型分析AGC调节机组的调频能力,按照调频能力优化AGC的区域功率控制需求功率分配。其优势在于通过机器学习拟合频率非线性调节规律,优化AGC频率控制,提高系统频率调节的快速性和可靠性,从而提高含新能源电网稳定性。最后通过电网SCADA实际数据建立预测模型并验证其准确性和实时性,并通过应用实例证明所提策略可以实现快速稳定调频。     

基于混合蝙蝠算法的高比例风电电力系统调度方法北大核心CSCD

针对传统电力系统调度计算时间较长、均方根误差大、结果不准确的问题,文章提出一种基于混合蝙蝠算法的高比例风电电力系统调度方法。通过模糊机会约束规划和可信理论,将高比例风电电力系统约束转换为模糊机会约束,设定模糊置信度为递增向量,结合预测精度变化情况以及决策者对调度运行可靠性的期望变化,获取经过优化的调度结果。仿真实验结果表明,所提方法能够有效降低计算时间和均方根误差,同时还能够获取比较满意的高比例风电电力系统调度方案。     

基于随机潮流的高比例新能源接入配电网的极限线损分析

高比例新能源的接入使得配电网潮流具有波动性和不确定性,系统不确定性潮流将影响配电网极限线损准确计算。针对含高比例新能源的配电网,分析新能源出力及负荷的概率模型。结合对称采样无迹变换算法,建立计及新能源出力和负荷随机性的配电网极限线损模型。对基于随机变量相关性采样获得的样本点线损计算,经加权处理后得到配电网线损的概率特征。最后,以IEEE 69节点系统和某县配电网为例,选用蒙特卡洛模拟方法做对比,验证了该模型的可行性。     

基于等效简化和GPU的高比例新能源电网快速仿真系统

随着新能源比例的不断提高,电力电子设备的毫秒级暂态控制与电网的秒级动态特征耦合程度不断加深,而当前的仿真系统在规模和速度方面无法适应复杂大规模电网的分析需求。为此,提出基于等效简化和GPU的高比例新能源电网快速仿真系统。基于控制模型和联结阻抗对大规模变流器设备进行聚合等效,在保证精度的前提下简化多变流器的仿真规模;对电网结构进行分区简化,便于并行计算以及降低运算复杂度;电网的仿真运算通过GPU并行计算完成,提高仿真系统的运行速度;通过聚合等效、分区简化和并行计算的相互结合,在保证仿真精度的前提下实现了高比例新能源电网的快速仿真,准确快速对高比例新能源电网的运行特性进行分析。最后通过运行实例验证了所提仿真系统具有较好的精度和运行效率。     

高比例光伏和电动汽车接入配电网的无功优化

随着风光储以及电动汽车的迅猛发展,高比例分布式能源和大量电动汽车接入配电网,导致电网控制难度增加,电压稳定性降低,有功网损增大。在高比例光伏和电动汽车接入配电网的基础上,接入储能装置,利用无功补偿装置对该配电网进行无功优化调节,构建了含PV,EV,DS,SVG的无功优化数学模型,并且利用粒子群算法进行寻优,最后通过IEEE30节点进行验证。根据结果分析可知,利用粒子群优化算法求解投切电容器组数的方案相较于传统投入固定电容器组数的方案,其网损明显降低,系统优化率大大提高。以22:00节点电压为例,优化后全时间段节点电压在0.94 p.u.～1.05 p.u.之间,电压波动较优化前趋于平缓,电压质量有所提高;采用PSO算法进行寻优计算,运行结果证明该算法收敛速度快、寻优能力强,验证了所提出的无功优化模型的有效性。     

基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法

高比例风电送端电网易因通道异常和中断导致高频问题。现有研究忽略了风电机组的减载控制与切机的相互影响,不仅影响频率控制效果,还可能限制系统的后续频率响应能力。为此,分析了风电电力系统的暂态频率响应特性,提出了双馈风电机组“控切配合”的思想,构建了考虑双馈风电机组转速恢复约束的风电电力系统紧急频率控制的优化模型;进而提出了一种基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法,最后通过算例验证表明该方法能够有效提高电力系统的紧急频率控制能力,保障高比例风电电力系统的频率稳定。     

西藏电网考虑光伏接入的有功控制系统设计

目前光伏接入电网后以自由发电的形式向电网输送电能,光伏出力的不确定性和预测手段的局限性,将对传统的电网调度、运行和控制带来极大的挑战。首先介绍西藏电网考虑光伏接入的有功调度控制系统体系架构,并阐释光伏有功控制两层控制框架和控制数据流程。然后结合西藏地区电源结构,建立光伏资源优先接纳的优化调度模型,并进一步提出适应光伏接入的多源协调控制策略。文中提出的有功控制系统已在实际电网得到应用,通过算例验证所提方法的有效性。     

电力市场环境下的新能源有功自动控制

针对当前电力资源紧缺、控制力度不佳的问题,提出新型的风/光发电系统有功自动控制方案,该方案通过时域分析和计及交叉权重校正算法等方法,大大减少了整个自动控制系统的无功损耗。利用西门子PLC对分站进行控制,能够实时掌握系统运行状态,通过时域分析解决系统稳定性问题,利用计及交叉权重校正算法完成风/光发电有功控制。最后根据得出的灵敏度数据,通过Matlab仿真对两种有功控制系统进行对比,发现所提方法比传统方法有功输出高20%以上,增加了风/光发电系统在电力市场上的竞争力,证实了本设计的可行性。     

PMSM无权重系数转矩预测控制方法

提出一种改进的永磁同步电机(PMSM)无权重系数转矩预测控制方法.首先,在静止坐标系上设计PMSM的转矩预测控制方法,避免了大量的坐标变换运算,极大简化了预测过程.其次,为消除权重系数,提出一种将转矩控制误差和磁链控制误差转化为标幺值的方法,并基于转化后的标幺值提出一种新的目标函数设计方法.因转化后的转矩和磁链控制误差...     

Active current control in wind power plants during grid faults

Modern wind power plants are required and designed to ride through faults in electrical networks, subject to fault clearing. Wind turbine fault current contribution is required from most countries with a high amount of wind power penetration. In order to comply with such grid code requirements, wind turbines usually have solutions that enable the turbines to control the generation of reactive power during faults. This paper addresses the importance of using an optimal injection of active current during faults in order to fulfil these grid codes. This is of relevant importance for severe faults, causing low voltages at the point of common coupling. As a consequence, a new wind turbine current controller for operation during faults is proposed. It is shown that to achieve the maximum transfer of reactive current at the point of common coupling, a strategy for optimal setting of the active current is needed. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于枚举法的地区电网接纳风电能力评估

为准确评估地区电网的最大接纳风电容量,提出一种基于电网调峰能力约束、静态安全约束和暂态稳定约束的风电接纳评估体系。首先利用随机生产模拟技术评估风电并网后对系统备用容量的需求,进而修正传统调峰能力约束下接纳风电容量的评估;然后利用DIg SILENT平台的枚举法对各接入点可能出现的接入容量组合进行潮流计算,实现了全局搜索寻优。通过设置常见的大扰动工况进行机电暂态仿真验证,最终得到满足暂态稳定约束,即整个地区电网的最大接纳风电容量。     

基于有限时间控制的风电机组恒功率控制

针对风力机组的恒功率控制问题,提出了一种基于有限时间控制的方法,分别设计浆距角和转速控制器。通过调节桨距角,使风电场有功功率输出在有限时间内收敛到给定值;转速控制器对发电机的d,q轴电压Ud和Uq的控制,实现转矩响应和转速在有限时间内收敛到期望值。有限时间控制器可实现机组有功功率输出在有限时间内收敛到给定值。仿真结果表明,设计的控制方法是有效的。     

含大规模风电接入电网的双时间尺度无功协调控制

大规模风电集中并网已经成为中国风电送出的主要模式,通过配置无功补偿装置,使电网无功电压波动问题得到了大幅改善,但电压波动问题在局部地区仍然存在。文章将无功补偿装置分为离散控制和连续控制两类,针对汇集站电压的长周期大幅度波动分量和短周期小幅度波动分量,提出分别应用离散和连续无功补偿装置在小时级和分钟级时间尺度上进行抑制;在此基础上,提出了两类无功补偿装置滚动协调控制策略。通过对我国某大规模风电集中接入电网进行仿真计算,验证了所提控制策略可有效解决电压波动问题,显著提高了含大规模风电接入电网的电压运行水平。     

基于IMFO算法的光伏高占比电网UPFC参数优化模型

光伏高占比地区功率双向交换过程中系统存在暂态功角稳定及电压稳定问题,为得到电网在有功和无功动态波动下统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)的最优参数,文章通过对飞蛾扑火(MothFlame Optimization,MFO)算法进行改进,提出光伏高占比电网UPFC控制参数优化模型。首先,针对光伏高占比条件下电力系统UPFC串联、并联功率控制方法,建立基于UPFC的系统阻尼优化控制模型;其次,建立基于系统阻尼和电压偏差最优控制的UPFC参数改进的飞蛾扑火优化算法(Improve Moth-Flame Optimization,IMFO)模型;最后,通过MATLAB与PSD-BPA联合仿真,以东北某光伏高占比电网实际运行数据为基础,建立光伏高占比电网UPFC参数IMFO优化仿真模型。仿真结果表明,基于IMFO算法优化得到的UPFC控制参数,可有效提高UPFC设备对系统阻尼震荡及暂态电压稳定的支撑能力,与传统的MFO相比具有更好的收敛性。     

有功分级平滑修正风电出力短期预测精度

为达到国家电网要求的风电场短期预测(日前)误差不超过25％的技术规定,文章以15 min时间间隔的风电实测和预测功率历史数据为基础,从横向误差和纵向误差的角度,提出了一种利用横向一次修正和储能系统二次修正的有功分级平滑来提高风电功率短期预测精度的方法.通过对误差时间序列进行统计分析,得出所需的横向时间向量将0～24 h预测功率前后平移,实现初级修正;运用储能系统装置,制定储能系统能量管理策略,有效地补偿风电功率的纵向误差,实现二级修正.以风电场的典型历史数据为例,经过两级有功分级修正,对风电功率预测进行较精确评估,同时做了简易的经济评价.     

计及电压稳定的含高比例光伏电源电网FACTS优化配置

高比例光伏电源接入电网后,输电电网的电压和潮流均会发生剧烈波动,从而增加了无功功率的优化难度。文章提出了一种基于自适应粒子群算法的柔性交流输电设备优化配置方法。该优化配置方法以电压稳定性最优、可用输电能力最大、综合费用最小为目标,建立优化模型,并采用基于分布熵改进的自适应粒子群算法确定最佳配置方案。此外,文章还把IEEE-30节点模型的模拟结果和某地区电网的实际光伏出力测量结果进行对比。分析结果表明,文章所提出的优化配置方法能够实现典型柔性交流输电设备的优化配置,该优化配置方法的寻优精度、速度均显著优于传统粒子群算法和遗传算法;利用该优化配置方法确定的最佳配置方案可显著提高电网电压的稳定性和输电能力,降低综合费用,具有工程实用价值。     

以空气密度修正风力发电机组上网发电量方法的分析

在风力发电场的设计过程中,一般要根据风能资源和风机的性能对风力发电机组上网发电量进行估算.由于各风电场海拔高度和空气密度不同,使实际上网发电量与理论上网发电量相差较大.文章针对空气密度引起的上网发电量误差进行了分析,对空气密度修正计算方法进行了探讨,提出了更为合理的空气密度修正上网发电量的计算方法--月平均空气密度修正上网发电量法.     

直驱式风电系统网侧变换器控制策略研究

研究了一种适合于直驱式风电系统网侧变换器的控制策略,该变换器选用三相电压源型PWM六桥臂拓扑结构。建立了网侧PWM变换器的数学模型,基于电网电压矢量定向,提出采用d,q轴电流线性化解耦控制策略及空间电压矢量SVPWM调制方式。在Matlab环境下的仿真结果表明,该系统运行稳定,动态响应快,输出直流电压稳定,且脉动很小,各项性能优良。