电力低碳转型背景下氢储能的挑战与展望

随着新能源占比逐渐提高,作为辅助新能源并网的储能技术受到广泛关注。氢储能和燃料电池技术已被我国列为战略性能源技术,并积极应用到市场和企业发展中。电解水制氢可以平抑可再生能源并网带来的波动,帮助电网削峰调频;燃料电池作为提高能源转换率的发电装置,同时具备噪音小、无污染等优势,是消纳可再生能源的有效方式之一。对现有储能技术的发展现状和优势进行对比分析,着重介绍了氢储能系统目前关键技术和研究方向,并对氢储能商业化发展进行展望。     

NPC型直挂储能变流器桥臂断路故障下低电压穿越的容错控制

NPC型直挂储能变流器长期运行可能发生桥臂断路故障造成设备停运以及影响低电压故障穿越,基于故障相与直流母线中点直连构成虚拟桥臂重构容错故障拓扑,提出了基于模型预测控制的桥臂容错低电压穿越控制策略。考虑重构后的容错拓扑结构降低了直流侧电压的利用率,研究分析了该容错结构进行低压穿越的最大输出电流整定方法。由于低电压穿越过程中电压跌落后的容错拓扑输出特性发生改变,对储能直挂容错结构的输出电流、电压进行模型预测矢量分析,推导出电压跌落与最大输出电流的关系式。在重构的空间电压矢量内选择能够支撑低电压穿越的矢量状态,控制储能变流器按照低电压穿越技术规范进行有功无功功率分配,支撑电网电压。仿真结果验证了所提出的控制策略保证容错拓扑结构可以在桥臂故障期间运行的有效性以及低电压穿越过程中提供无功功率支撑的可靠性。     

一种基于Z源三电平逆变器的SVPWM算法研究

采用单Z源逆变器结构可以实现逆变器输出电压的升高。提出一种基于三电平单Z源逆变器的空间矢量脉宽调制策略,在矢量区域判断、发生顺序确定、合成时间计算的的基础上,阐述了直通矢量的插入策略。通过插入适当的直通矢量,实现了输出电压的升高,得到具有良好伏秒特性的逆变器输出波形。通过仿真分析,验证了相应理论控制算法的正确性。     

高效率LLC谐振变换器的定频混合控制策略

LLC谐振变换器为实现输出电压在宽范围内变化,普遍采用变频控制策略。然而变频控制策略存在谐振参数设计困难、变压器体积较大和电磁兼容等问题。为克服变频控制策略中存在的问题,提出定频变母线电压和移相混合控制策略。通过增大副边开关管零电流关断范围,提高变换器的工作效率和功率密度。分析所提控制策略的工作过程和软开关实现条件,并提出谐振网络参数设计方法。     

入网电压控制型逆变器的功率传输特性分析

针对电力系统电力电子化的发展趋势,基于带轴压调节的电压控制型并网逆变器模型,分析了系统在电网频率偏离额定值时输出有功功率含有2倍频功率振荡的原因,并提出了改进型锁相环算法以抑制功率振荡问题。同时在此基础上对并网逆变器的功率传输特性进行了研究,指出调节调频轴轴压给定值可以线性调节逆变器有功功率输出,调节调压轴轴压给定值可以线性调节逆变器无功功率输出,并且得出调节逆变器有功功率输出所带来的无功功率耦合量与逆变器等效输出阻抗的阻抗比呈负线性关系,调节逆变器无功功率输出所带来的有功功率耦合量与逆变器等效输出阻抗的阻抗比呈正线性关系的定论。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性以及所提改进型锁相环算法的有效性。     

基于电容充放电特性的滞环控制策略

基于电容充放电特性,结合输入电压的间接前馈与输出电压反馈提出了一种新颖的滞环控制策略。该策略实现简单,无需误差放大器及其相应的补偿网络,最后以Buck变换器为例,分析了所提出控制策略的工作原理,并通过仿真和实验结果表明了该控制策略具有比传统脉冲宽度调制法更好的瞬态响应速度和稳态效果。     

一种三相电压型SPWM变流器的实现

本文基于三相电压型SPWM变流器的稳态控制模型，采用相位和调制深度的协调控制完成功率因数调节和输出直流电压稳定，并导出该控制模式下功率因数可控的必要条件。实验验证了该变流器方案的可行性。     

单相LCL型光伏并网逆变器的控制技术

采用并网电流和电容电流双闭环控制策略对并网电流进行直接控制,与传统的并网电流单环控制相比,相当于引入了虚拟阻抗来增加系统阻尼,从而抑制了谐振,增加了系统的稳定性.对提出的策略进行系统建模,深入分析了所提策略的控制器参数对系统稳定性的影响.仿真结果表明,该策略可有效抑制进网电流谐振,并且具有较高的入网电流功率因数和良好的稳态性能.     

直流微网中高降压比软开关DC-DC变换器

针对传统单级DC-DC变换器在分布式电源构成的DC 380 V直流微电网中变换困难的问题,提出了一种具有高降压比特性的新型拓扑结构.该拓扑结构利用中间电感和输出侧电感的分压特性,较好地实现了高降压比转换,并利用钳位电容的作用实现了电路的软开关动作.在分析其基本原理的基础上,给出了一定死区时间内软开关的实现条件,并通过对比介绍了该变换器的优势.最后通过仿真验证了上述理论分析的正确性.     

一种闭环控制的Z源逆变器

分析了Z源逆变器的工作机理,采用简单升压控制法对Z源逆变器的升压性能进行了仿真建模和参数给定,并设计了闭环控制系统．仿真结果表明该系统能实现输入电压的宽幅控制．