应用于两级式逆变的双有源串联谐振变换器二倍频波动抑制及控制参数设计

在两级式逆变器中,后级逆变器在带有单相或三相不平衡负载时会产生二倍频的瞬时功率波动,此二倍频波动会耦合进入前级直流变换器,造成前级双有源串联谐振变换器(dual active bridge series resonant converter, DBSRC)的交流谐振电流幅值出现较大的二倍频波动。考虑到DBSRC高阶模型较为复杂,提出简化的降阶一阶小信号模型。基于此简化模型,通过在电压闭环回路中串入二倍频陷波器,大范围地增加二倍频处的闭环输出阻抗,从而实现抑制前级的DBSRC的谐振电流波动。进一步,提出保证两级式逆变系统稳定的二倍频波动抑制的控制参数设计方法。最后,通过仿真和实验验证了所提出的简化降阶模型和控制系统参数设计的有效性和可行性。     

基于MMC的STATCOM控制方法

为实现不平衡负载情况下无功和负序的同时补偿,详细分析了基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(modular multilevel converter-static synchronous compensator,MMC-STATCOM)负序补偿的工作原理,将指令电流信号与实际输出电流相比较产生的三相误差信号变换到两相静止坐标系下,采用比例谐振控制器控制,实现电流无静差跟踪,减小了控制系统复杂程度。针对传统二倍频环流抑制方法的复杂性,提出了基于系统小信号模型的环流抑制方法,该方法针对每一相进行单独控制,适用性广泛。仿真结果验证了所提控制方法的可行性。     

一种高性能单相电网有源滤波器的设计

设计了一种高性能的单相电网有源滤波器。该有源滤波器主功率回路采用电压源型H桥逆变器,逆变器开关驱动信号为特定消谐PWM开关信号。控制回路采用PI电压跟踪控制,不需实时检测计算负载的无功电流和高次谐波电流,就可以实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求。分析了滤波器的补偿特性和各主要单元电路的设计方法,实验结果证明该有源滤波器的有效性。     

宽频率范围跟踪晶闸管触发器的研制与应用

分析了常用晶闸管触发器难以适应供电电源频率大范围变化的原因,提出了由高精度频率/电压变换器检测及跟踪同步供电电源频率的变化,再把高精度频率/电压变换器的输出作为同步信号,为锯齿波触发器提供给定的锯齿波充电恒流源,从而获得同步供电电压频率大范围变化时同步锯齿波的频率自动跟踪变化,而锯齿波的幅值却保持恒定不变,实现了同一移相控制电压下,晶闸管的触发控制角不随同步供电电压频率的大范围变化而变化。应用双时基电路556与比较器配合产生触发脉冲,获得了可跟踪同步供电电压频率在30～160Hz大范围变化的三相晶闸管触发器,经在多台大功率晶闸管整流装置中应用,获得了很好的应用效果。     

永磁直线电机离散PID神经网络重复控制

针对永磁直线电机的非线性摩擦问题,提出了一种混合智能控制和重复控制设计方案实现永磁直线电机的跟踪控制。为了补偿摩擦力首先应用基于RBF神经网络控制器与PID控制器相结合来实现对周期信号的跟踪。为了进一步提高周期信号跟踪性能,在反馈控制回路中增加一个来源于Bzout恒等式特解的离散时间重复控制器。合成混合控制器(包括神经网络控制器、PID控制器和重复控制器)在直线电机运动控制中能够实现周期性参考输入信号跟踪及扰动抑制。仿真结果表明:控制器能够达到较好的控制效果。     

一种10 kV开关柜二次回路缺陷分析方法研究和应用

梳理了深圳某开关厂KYN48A-12开关柜多次拒动故障情况,从二次回路着手分析故障原因,锁定缺陷分别是控制回路设备老化和信号回路盲区导致的,提出控制回路设备选型和开关柜和保护装置信号回路配合盲区的整改措施,并总结此类故障的排查方法,提高了开关柜合闸成功率和后台信息准确率,保障了现场开关柜的安全运行,实现了提质增效运行的目标。     

等频段多通道信号跟踪和筛选的中高频振荡快速检测方法

“双高”系统中多电力电子设备所引起的中高频振荡问题日益显著,传统振荡检测方法难以兼顾中高频振荡检测的准确性与灵敏性,已无法满足中高频范围内的振荡检测新需求。为此,文中提出一种等频段多通道信号跟踪和筛选的中高频振荡快速检测方法,包括工频陷波环节、等频段多信号跟踪筛选通道、阈值判断环节。首先,待检测信号通过工频陷波环节实现基频信号的消除;然后,进入等频段多信号跟踪筛选通道,每个通道通过锁相环和低通滤波器实现特定频率范围内振荡信号的快速追踪,最终由多个通道共同作用覆盖中高频范围;最后,各通道输出经过阈值判断环节实现中高频振荡的快速检测。针对所提快速检测方法,提出等频段多通道信号跟踪和筛选的中高频振荡快速检测方法中,工频陷波环节、等频段多信号跟踪筛选通道、阈值判断环节的参数设计原则和方法。在中频和高频数值信号、模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)系统的高频振荡、MMC系统的中频振荡案例中对所提出方法的有效性进行了对比验证,结果表明,所提检测方法可实现对中高频振荡频率与幅值的快速追踪,且振荡频率检测误差可通过通道数设置进行主动控制,对于中高频振荡...     

多参信息量的智能变电站继电保护二次回路隐藏故障检测方法

当前变电站继电保护隐藏故障检测节点的设定一般为单层级,检测针对性不强,导致检测重叠误差增加,为此提出多参信息量的智能变电站继电保护二次回路隐藏故障检测方法。综合故障检测的需求及标准,先提取基础故障检测特征,设计继电保护二次回路定向故障识别结构,构建多层级的检测形式,部署具体的故障检测节点位置,提升异常位置检测的整体针对性,以此为基础,建立多参信息量二次回路隐藏故障检测模型,采用二次回路多参信息量映射修正实现隐藏故障检测。测试结果表明,多参信息量继电保护二次回路隐藏故障检测组最终得出的故障检测重叠误差相对较小,均控制在0.2以下,说明在故障检测过程中,检测的速度及质量较高,检测范围较大,误差可控,具有实际的应用价值。     

异频法的计量装置二次回路错误接线识别方法

针对现有计量二次回路正确性验收过程中存在的问题,提出一种基于异频特征信号的计量二次回路接线错误判别方法。对电流互感器等效电路进行建模并分析其二次侧阻抗特性,从理论上验证该方法的可靠性。利用信号发生器在互感器二次端子处注入异频特征信号,通过高精度传感器在电能表尾端检测高频特征信号,实现了在不拆接二次回路的情况下判断回路的相别、极性、通断。该种方法及设备可以巧妙高效的解决电能计量装置投运前验收工作所存在的问题,提高现场作业安全保障,保证计量准确性、公正性。     

模块化多电平换流阀运行试验回路电流闭环控制方法研究

模块化多电平换流器在投运前必须通过运行试验来考核其设计是否满足工程要求。根据IEC标准,运行试验需定性和定量地产生实际工况下的电流应力。传统方法主要采用开环控制方式对试验回路电流进行控制,其控制精度和等效性均有待提高。为此,针对H型运行试验拓扑,提出了一种回路中直流电流、基频电流、二倍频电流的闭环控制方法。采用该方法可使上述各电流分量精准快速地跟踪其参考值,从而使运行试验产生的电流应力与实际工况下的电流应力等效。最后,通过仿真与试验验证了所提控制方法的正确性和有效性。     

基于模糊单神经元PI的微电网频率自适应控制

在采用下垂控制策略的传统微电网中存在母线频率随负载增大而下降的问题,为确保母线频率不偏移标准频率,需要采取频率恢复控制策略。目前实现频率恢复的常用方法是基于比例-积分(PI)的控制策略。由于微电网网络结构和系统参数存在变化,PI控制可能无法满足频率控制快速响应、恢复的需求。为解决该问题,文中提出在第二层控制微电网中央控制器中使用单神经元自适应PI控制算法作为频率恢复算法,实现频率无差控制。为进一步增强系统的鲁棒性、加快频率的恢复,使用模糊控制器对单神经元PI控制器的神经元比例系数进行在线优化,并通过仿真与固定神经元比例系数的单神经元自适应PI控制进行对比,证明了所提改进控制策略可改善频率恢复控制的暂态性能,加快微电网的频率恢复。     

微电网离网运行有功缺额计算方法

针对微电网中由于存在多种分布式电源导致其系统频率稳定控制方式比传统的配电网复杂的问题,研究快速求出微电网离网频率异常时系统内存在的有功功率缺额值的计算方法。提出了一种快捷的微电网有功功率缺额计算方法,并分析了该有功功率缺额算法对于微电网离网频率稳定控制的意义。算例分析结果表明,该方法可以指导频率稳定控制系统对孤立运行微电网内电力设备进行精确的有功功率调度,使系统频率快速恢复正常。且可以指导微电网能量管理系统进行频率稳定控制策略的仿真测试与验证。     

基于递推最小二乘法独立微电网自适应类二次频率控制

独立微电网为维持频率恒定,需要增加二次频率控制,但常规二次频率控制存在动态特性慢和需要通信的缺点。为此,本文提出了类二次频率控制策略,该方法不严格的区分下垂控制和二次频率控制,通过递推最小二乘法自适应调制下垂系数,加快系统频率恢复速度,且无需通信。以海南某实际微电网为原型建立仿真系统,对比结果验证了本文方法的有效性。     

需求响应参与大规模风电接入下的电力系统频率调节研究

针对大规模风电接入下的电力系统频率稳定控制问题,研究了需求响应对系统频率的调节作用。为了反映风电的特点,建立了大规模风电接入下的电力系统频率响应模型,模型中对风电和火电机组分别进行了建模。风电机组可以通过暂时释放转子动能参与调频,然而在扰动过大时会导致系统失稳。通过采取一种类似于低压低频减载的需求响应控制方法,即在频率跌落时关闭部分用电设备,待频率恢复后将这些设备重新打开,可以为电力系统调频提供支持。仿真结果表明,需求响应与风电机组同时参与电力系统调频,能够克服风电机组的失稳问题,大大提高风电系统的频率稳定性。     

超声波电源的改进频率跟踪方法

针对传统超声波电源频率跟踪方法计算周期数多、过渡时间长的缺点,提出了一种基于谐振频率自动识别的改进型超声波电源变步长频率跟踪控制方法。该方法通过2次采样,计算得到负载的谐振频率,进而利用变步长控制对换能器谐振状态进行保持。实验证明,基于该控制方法的系统可以提升频率跟踪速度,减少系统过渡时间,改善动态响应特性,能更好地满足超声电源的性能要求。     

基于改进模糊C均值聚类的广域电网主动频率响应控制典型场景生成

由于广域电网的主动频率响应控制所面临的运行场景数目巨大且控制策略涉及因素众多,需要对运行场景进行聚类,以在保证控制精度的前提下提高控制效率。为此,提出一种基于改进模糊C均值聚类的主动频率响应控制典型场景生成方法。首先,针对各场景下系统频率最低点求解过程复杂、在线求解难度大等问题。其次,依据聚类有效性指标改进模糊C均值聚类算法,求取场景聚类数,建立运行场景与类别间的隶属关系。最后,从保证系统频率安全角度出发,将类内最坏运行场景作为典型场景,为其制定主动频率响应控制策略,对其进行离线验证与在线应用。仿真分析表明,所提方法在主动频率响应控制离线分析与在线应用阶段均可行有效。     

火力发电厂电动给水泵液力偶合器泵轮(变频)调速法

火力发电厂电动给水泵采用变频调速技术,可以产生良好的经济效益。基于即能保持液力偶合器不动,又能实现变频调速的目的,提出了液力偶合器泵轮调速法,变频调速是实现液力偶合器泵轮调速的最佳方式。应用泵轮调速法可以有效实现200、300、600MW机组电动给水泵的变频调速,达到节电20%以上的目的。     

低压微网中基于单相电压独立控制的下垂控制

三相四线制低压微网中,由于接入大量单相负荷,常引起三相不平衡情况。而传统控制方法在三相不平衡情况下不能有效控制低压微网在孤岛运行时的电压和频率稳定。针对三相四线制低压微网特点,设计了单相电压独立控制的下垂控制方法。论文首先在考虑低压微网的阻抗特性主要呈阻性的情况下,采用了改进的下垂控制方法,并设计了单相电压独立控制,使控制系统能够运行在三相不平衡负荷下;然后设计两级控制对低压微网孤岛运行时的频率和电压进行控制,并对误差量进行修正;最后根据设计的控制策略进行系统仿真分析验证方法有效性。在PSCAD平台上通过对搭建的小型低压微网算例仿真,验证了基于改进下垂控制的单相独立控制方法的有效性以及能够实现低压微网孤岛运行时电压频率稳定的要求,所设计的方法能够达到在三相不平衡情况下的控制目标。     

孤岛微网分层分布式频率调节及功率优化控制

为提高微网频率调节和功率优化性能,提出一种两层控制结构。为适应这一结构,初级控制由传统的功率-频率下垂改进为功率-增量因子下垂。第2层控制采用一致性协议以分布式方式实现频率同步、频率无差、功率优化目标。此外,针对功率约束问题,分析发现只采用饱和器会导致频率无差和功率优化目标间的冲突,为解决这一冲突,提出相应的功率约束控制方法。通过Lyapunov直接法论证了所提控制策略在系统中的稳定性。最后,采用5节点孤岛微网仿真算例验证了所提策略的有效性。     

基于动态系数法的互联电网K系数调整策略

自动发电控制(automatic generation control,AGC)是控制系统频率和区域间联络线交换功率按计划运行的重要手段。频率偏差系数K对于控制系统稳定和频率恢复起着重要作用。频率偏差较小时,设置区域的最理想频率偏差系数与本区域的自然频率相等,但当区域受到较大扰动时可能不利于系统频率恢复。文中在动态系数法的基础上,综合考虑区域之间AGC配合,确定了在各种扰动发生情况下区域频率偏差系数的方法。算例分析表明,采用该方法有助于提高频率质量,减少无谓控制,改善系统的频率控制特性。