动态电压恢复器直流储能单元的数字电压控制

阐述了有源功率因数校正(active power factor correction，APFC)技术的工作原理，为消除动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流，将APFC技术引入到DVR直流储能单元的电压控制中，提出了DVR直流储能单元的数字电压控制技术和电压、电流控制器的设计方法。仿真结果表明采用APFC技术能够主动消除DVR充电电流中的谐波和无功电流，提高储能单元的电压稳定性和动态响应性能。     

基于神经元自适应控制的动态电压恢复器研究

针对微电网并网系统中存在的电压跌落电能质量问题,研究了一种基于神经元自适应控制的蓄电池储能动态电压恢复器(DVR)。主要由蓄电池、逆变器、LC滤波器、变压器4个部分组成。其中,为了提升该DVR的控制性能,引入神经元自适应控制算法改进了外环电压PI调节器,实现了外环控制参数的自适应调节,从而得到新的双闭环控制策略。然后,结合空间电压矢量调制法最终实现控制。最后,在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建了基于神经元自适应控制的蓄电池储能DVR的并网系统模型。试验结果表明,采用神经元自适应控制的蓄电池储能DVR能够补偿微电网的电压跌落,具有较强的动态响应能力和抗扰能力。     

DVR的不平衡浪涌和过电压控制

讨论无串联隔离变压器的动态电压调节器(DVR)在不平衡电压浪涌或过电压情况下的补偿问题。使用不可控整流为直流侧电容充电的DVR,在补偿时只允许其向系统注入有功功率。在浪涌或过电压发生时,DVR可能发生从系统吸收有功功率的情况,如果仍然使用传统的同相或相位不变电压注入控制方法,将导致直流侧电容电压迅速升高,可能损坏开关器件或储能单元。利用最小能量补偿控制方法也不能完全解决该问题,因而提出一种单向功率流动控制算法。该算法通过将参考电压旋转一定的角度,使DVR无论在3相平衡与不平衡浪涌或过电压的情况下,都不从配电系统吸收有功,同时能将负荷电压补偿为3相平衡且达到正弦的额定值。该算法加入对DVR最大补偿极限的考虑,以确保注入补偿电压不超过DVR的补偿极限。文中对直流母线电压不可避免的泵升问题提出了缓冲控制策略。最后,仿真结果验证了算法的正确性及有效性。     

提高数字电力线载波机运行可靠性的研究

数字电力线载波机和模拟电力线载波机在实际应用中,哪种设备能更好的满足电力通信的要求是一个值得研究的问题,对该问题的争论从数字电力线载波机面市以来一致没有停息,2008年初南方电网遭受的特大冰灾更引来了一场数字电力线载波机的危机。文章试图对不具备或单纯依赖自动速率调整的数字电力线载波机的固有弱点进行分析,并针对如何提高数字电力线载波机的可靠性和设计上应采取的措施提出一些看法,希望能促进我国数字电力线载波机的技术进步。     

动态电压恢复器的复合数字多变量状态空间反馈控制

在三相三线制系统中,动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡,但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应速度。为此,文中提出了一种复合数字多变量状态空间反馈控制的方法。在检测到暂降发生并在之后的一段时间内采用单数字多变量状态空间反馈法进行控制,进入稳态时通过控制量的分解无缝地切换到双数字多变量状态空间反馈法,检测到暂降结束时再无缝地切换到单数字多变量状态空间反馈法。该方法同时实现了较快的动态响应速度和较高的稳态精度。实验结果证明了该控制方法的有效性和可行性。     

动态电压恢复器的模型预测控制

为了提高动态电压恢复器的响应速度和稳态精度,提出了基于模型预测控制的控制策略,详细分析了控制器参数设计方法。在分析动态电压恢复器主电路模型的基础上,采用内环电流控制器对模型进行改进,得出模型预测控制所需的被控对象一步预测模型,设计了模型预测控制器。所提控制算法克服了基于非参数预测模型的模型预测控制由于算法复杂、参数调整困难,计算量大,很难直接应用到电力系统这样的快速实时系统中的问题,同时实现了预测控制滚动优化、反馈校正的优点。在满意的稳定精度下,明显提高了系统的动态响应速度。与经典控制策略的实验对比分析,     

一种新型动态电压跌落修正器

电能质量事故大多是由电压跌落和电压瞬时中断引起的,为此对常用的电能质量问题解决方案的优缺点进行了比较,介绍了一种新型动态电压跌落修正器的拓扑结构、工作原理和目前的研究状况,指出了用动态电压跌落修正器解决低压领域电能质量问题是今后的发展趋势.动态电压跌落修正器无需串联变压器、没有电池、没有旋转飞轮,具有成本低廉、尺寸紧凑、重量轻、低维护、高效率等优势,对其进行研制和使用可取得巨大的经济和社会效益.     

动态电压恢复器的改进最小能量控制

动态电压恢复器(DVR)被用来补偿电压凹陷,它的补偿能力主要决定于最大电压注入能力和存储的能量。为了使DVR的有功输出PDVR最小化,同时减轻对负荷的扰动,文中采用了负荷端电压相量角α按恒定步长△α缓慢变化的控制策略,根据对电压凹陷期间DVR装置的PDVR-α曲线的分析,提出了通过判断特定量的符号决定补偿方向的DVR的改进最小能量补偿控制方式,比直接求最优α角的计算量小,并且分析了考虑DVR注入电压限值的改进最小能量控制。仿真结果证明了该方法比传统控制方式更能有效地减少DVR的有功输出,比直接计算最优α角的最小能量控制方式在凹陷开始和结束的暂态过程中使负荷端电压的变化更加平稳,对敏感负荷造成的扰动更小。     

基于TMS320F2407A的蓄电池管理系统的设计

阐述了DSP芯片TMS320F2407A在蓄电池管理系统中的应用.在此基础上建立了蓄电池管理系统的硬件平台,并在硬件平台的基础上开发出相应的软件.实现了对蓄电池组的可靠、高效以及方便的管理.     

并联型有源滤波器直流电压的简单自适应控制

提出了一种基于二次性能指标的简单自适应控制算法,通过采用滞环电流控制产生了脉宽调制的开关信号,设计了并联型有源滤波器直流电压控制器。仿真结果表明,与常规的比例–积分控制相比,对并联型有源滤波器直流电压采用简单自适应控制可获得更好的动态性能,且负载变化时的鲁棒性更好。     

基于可控整流的AVQR直流侧电压给定值自调整方法

提出一种串联有源电压质量调节器(AVQR)直流侧电压给定值自调整方法。采用可控整流来实现直流侧电压与系统缺损电压相适应的直流侧电压自适应控制,提高了装置的工作效率。以一台2kVA的AVQR为例,对不控与可控直流侧电压2种情况下装置的损耗和运行效率进行了详细对比分析。实验结果验证了所提出控制方法的正确性。实测表明,在相同的电源和负载情况下,AVQR的工作效率得到了很大提高。     

±800kV特高压直流换相失败的RTDS仿真及后续控制保护特性研究

分析了特高压直流输电系统交流单相故障、触发系统故障和阀短路引起的换相失败的机理和后续控制保护特性,在南方电网主网等值系统下采用基于实时数字仿真仪的直流控制保护数模仿真平台对上述3类诱因引发的换相失败进行了仿真,分析了不同诱因下换相失败控制特性及保护配合,并检验其动态性能间的差异。仿真分析表明,特高压直流输电换相失败在不同的故障诱因下有不同的控制保护特性。     

矢量电流控制的电压源换流器式高压直流输电系统动态特性分析

通常在交流系统故障时,公共耦合点电压不仅幅值会发生变化,同时还伴随着相角跳变。基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立了电压源换流器式高压直流输电(voltage source converter-high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)模型及电流矢量控制器(vector current controller,VCC)、双矢量电流控制器(dual vector current controller,DVCC)模型,分别就对称三相短路故障、不对称两相短路故障及不同相位跳变角情况进行仿真分析。研究了系统故障条件下,对VSC-HVDC分别采用VCC、DVCC时的系统动态特性。结果表明,DVCC能更好地抑制直流电压的2倍频振荡,但其动态特性比VCC差,且对相角跳变更敏感,可能会弱化VSC-HVDC应有的技术优势。     

基于动态潮流方程的连续潮流模型与方法

连续潮流法(continuation power flow,CPF)是静态电压稳定分析的一个基本工具。针对常规连续潮流法在处理不平衡功率上的不足,建立基于动态潮流方程的连续潮流模型,称之为动态连续潮流模型(dynamic continuation power flow,DCPF)。作为一种系统化的方法,DCPF合理地分配了系统不平衡功率,解决了常规连续潮流计算结果依赖于平衡节点选择的问题,提高了电压稳定评估的精度。IEEE-39节点和实际省级电网的算例结果表明:动态连续潮流模型计算结果不依赖于平衡节点的选择,计算速度可满足在线运行的需要。     

直流微网自适应动态下垂控制策略研究

直流微网由于接入分布式能源而具有随机性和不稳定性,为平衡负荷波动,传统直流微网常采用下垂控制策略,但会引起一定范围内的电压偏移,不仅影响系统调节范围,而且会对接入负载产生不良影响。此外,传统下垂控制系数为常数,下垂系数大则电压会远远偏离参考值,下垂系数小则动态性能差。针对以上问题,提出直流微网自适应动态下垂控制策略,不仅具有良好的动态性能而且实现系统电压无静差。将上述控制策略分别进行仿真和实验,结果表明该控制策略可有效实现直流微网的运行稳定。     

DC/DC数字AVP控制器的设计与实现

提出一种用于DC/DC变换器的数字自适应电压定位(Adaptive Voltage Position,简称AVP)控制器,与一般的控制器相比,它能让变换器使用更小的输出电容,因此可有效降低成本.控制器用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)实现.变换器的开关频率为1MHz,输入电压为12V,输出电压可调节范围为0.875～1.875 V.当负载在0.2～10 A之间突变时,输出电压的变化为40mV.实验结果证明了设计的正确性.