光储微电网功率优化方法及协调控制策略研究

光储微电网作为一种友好发电模式具有平抑网侧功率波动、光伏发电产能趋稳以及可调度性等优点,是实现“源-网-荷-储”系统稳定运行和可再生能源充分消纳的优选方案。围绕光储微电网功率优化与灵活运行提出了组件级配置方案和协调控制策略,进一步释放光伏发电潜力以及促进储能单元高效运行。首先,针对光伏组件失配导致的“木桶效应”及储能变换器效率低的问题,分别配置组件级光伏功率优化器和储能部分功率变换器,实现太阳能和电能最大化利用。其次,讨论光伏阵列和储能单元在并/离网工况下多种模式切换,考虑微电网各单元间功率动态平衡,提出一种光储微电网协调控制策略,实现各单元在不同控制模式之间平滑切换及功率自主分配。最后,利用Matlab/Simulink搭建30kW光储微电网仿真平台,验证所提协调控制策略的可行性与有效性。     

面向交直流混合配电应用的10kV-3MV·A四端口电力电子变压器

电力电子变压器(power electronics transformer,PET)作为交直流混合配电网的核心设备,其稳定性是交直流混合电网安全运行的关键指标。该文针对典型三级型电力电子变压器,分别建立了三级型PET整流级、隔离级和逆变级的小信号模型,验证了电磁模型和所建立的小信号模型准确性;基于特征值分析法对三级型PET稳定性进行分析,研究PET控制系统参数变化时特征值轨迹变化规律,结合特征值分析对系统控制参数进行了校正;最后,搭建仿真系统分析了负荷突增以及负荷不平衡两种工况下PET的动态特性,验证了特征值分析结果的正确性。

     

基于开关电容与双降压变换器的三相AC-AC变换器

针对配电网中传统自耦变压器铁心体积大、电压调控难等问题,该文提出一种基于开关电容（SC）与双降压变换器（DBC）的三相AC-AC变换器进行替代。该拓扑采用双级式功率变换结构,具有高降压比、电压连续可调、易于模块化拓展等特性,能够满足配电网电压变换需求。首先,详细介绍所提变换器的拓扑结构及工作原理,通过双级式功率变换与无死区控制的设计与应用,实现输出电压柔性调节;其次,推导三相AC-AC变换器输出增益表达式与等效电路模型并设计简单的电压闭环控制策略,探讨三相AC-AC变换器关键参数设计方法,通过与几种结构对比清晰地反映变换器特点;最后,搭建一台3.5kW实验样机,验证了所提拓扑结构的正确性和可行性。     

高频隔离型AC-DC环节直流侧阻抗建模与稳定分析

为了解决高频隔离型AC-DC 环节阻抗建模问题,提出一种电压源型变换器(voltage source converter,VSC)与LLC 谐振变换器集成耦合设计成的高频隔离型AC-DC 环节(voltage source converter cascade LLC resonant con-verter,VSC-LL...     

I-M2C型单级式电力电子变压器

结合模块化拓扑结构与高频链概念,提出一种单级式基于隔离型模块化多电平变换器(isolated modular multilevel converter,I-M2C)的新型电力电子变压器(power electronic transformer,PET).该PET可以完全消传统双级式PET中压侧的独立电容,显著减少功率半...     

基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器

配电台区新型源/荷占比逐年提升,使得高/低电压、谐波放大、三相不平衡等配电终端电能质量问题凸显。提出一种基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器,具备电能质量综合治理、交/直流混合配电等功能,可以满足配电终端用户高品质供用电以及新型源/荷友好接入需求。介绍了高频隔离型混合配电变压器的拓扑结构并推导了数学模型。结合拓扑结构特点,设计了连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）策略和延时模型预测控制策略,CCS-MPC通过计算最优化占空比,实现前端变换器输出具有固定的开关频率和开关序列,减小寻优计算量。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了一套10 kV/0.4 kV电压等级的高频隔离型混合配电变压器系统,验证了所提拓扑结构电能质量综合治理能力的有效性。     

基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统稳定性分析

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻抗模型,通过对比仿真测量与解析计算结果验证所建模型的准确性,并利用所建精确模型进一步研究电路参数和控制参数变化对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建中压直流柔性互联配电系统的仿真模型,验证了所提小信号阻抗模型的准确性。     

中低压直流配电系统:关键装备阻抗建模与稳定性分析

中低压直流母线电压稳定是中低压直流配电系统稳定的关键指标.针对由多绕组变压器隔离型变换器与输入串联输出并联的多模块Boost+LLC型直流变压器组成的中低压直流配电系统,为分析其小信号阻抗稳定性,建立柔性变换器、直流变压器和Buck变换器的小信号模型,推导中压和低压直流端口阻抗表达式.采用阻抗分析法分析了表征级联系统稳...     

适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器

双极性结构低压直流配电系统具有负荷灵活接入、运行可靠性高等优势.为了最大限度地减少功率变换级数并提升双极母线电压平衡能力,提出了一种适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器.首先,介绍了自平衡隔离型DC-DC变换器的拓扑结构与调制策略,并分析了不平衡负载情况下正负极性直流电压自平衡机理及其换流过程;然后...     

基于公共低压直流母线AC-AC隔离型模块化多电平级联变换器

文中提出一种新型单级式隔离型模块化多电平级联变换器(isolatedmodularmultilevelcascadeconverter,I-MMCC),其具有中压三相交流(medium voltage three-phase AC,MVAC(T-P))、中压单相交流(medium voltage single phase AC,MVAC(S-P))和低压直流(low voltage DC,LVDC) 3种电压端口。该变换器可实现从LVDC到MVAC的单级式功率变换,MVAC(T-P)与MVAC(S-P)电压端口能够实现同频或变频的AC-AC功率自由变换,其单极性调制策略可避免隔离型AC-AC矩阵变换器双向开关管换流暂态过程中出现的电压尖峰等问题。首先,介绍I-MMCC子模块拓扑结构与调制策略,并建立子模块及单相I-MMCC平均等效数学模型;其次,分析MVAC(T-P)与MVAC(S-P)端口变频–变压工作原理、稳态功率与端口特性,对单相交流端口基于正交虚拟电路概念,建立控制模型,并推导出MVAC(S-P)、MVAC(T-P)端口功率约束关系。最后,通过搭建一套实验样机验证所提出拓扑结构...