风电场中储能系统的功率和容量优化配置

针对如何用最小的储能装置实现风电场长时间稳定输出的课题,对风电机组中储能装置的配置功率、配置容量的大小及其对风电机组有功功率输出的优化作用进行了研究,提出了以风电机组及储能装置的输出功率波动标准差为指标的储能系统的功率和容量优化方案,并编写了基于CPSO算法的目标函数优化程序,针对单台风力发电机组一天的风电功率数据进行了优化计算,得出了储能装置额定容量及额定功率的优化组合方案,验证了该方案的有效性.     

SVC电压控制对提高大型自并励机组运行稳定性作用

针对大型互联电网部分极端工况下自并励机组难于维持机端电压稳定,以及对维持发电机机端电压稳定较重要的自动电压调节器综合放大倍数整定过大时易弱化系统阻尼等问题,提出在机端添加静止无功发生器(staticvar compensator,SVC)的协调控制措施。该措施利用SVC的电压控制及其与自动电压调节器(automatic volt-age regulator,AVR)的协调配合,可以提高多工况下自并励机组的运行稳定性,避免AVR高增益弱化系统阻尼;同时,SVC的电压控制也能有效防止发电机的进相运行。仿真结果表明了该控制措施的良好效果。     

AC/DC混合输电系统分散协调控制

针对电压源型高压直流输电（VSC-HVDC）在应用中带来的AC／DC交直流输电系统的协调控制问题，建立了AC／DC数学模型，并对AC／DC提出了一种新的分散最优协调控制模式。在该模式中，逆系统线性化理论被应用于直流输电系统的控制。文中为了与交流电网相配合，将标幺制引入了直流输电系统，并以Lyapunov间接法证明了该闭环非线性系统的稳定性。AC／DC混合输电系统的数值仿真结果表明了该控制策略的有效性和鲁棒性。     

基于储能的直驱风力发电系统的功率控制

随着风力发电的电网穿透率的增加,风电系统与电网之间的相互影响也越来越大。风电系统输出功率的波动性和间歇性对电网的电能质量及其稳定性将产生较大的影响;与此同时,电网故障也会给风电系统带来一系列的暂态过程,甚至会危及到风电系统的安全运行。本文针对基于储能的并网永磁直驱风力发电系统的运行特点,提出了一种可行的综合控制策略,在使风电系统输出较为平滑的功率的同时,还具有较强的低电压穿越能力,使风电系统基本不受电网故障的影响。仿真结果很好地证明了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

压缩空气储能系统释能环节轴系建模与振荡分析

压缩空气储能系统因其具有容量大、寿命长、响应快和调节灵活的特点,有着广阔的应用前景。压缩空气储能的释能环节作为气体压力能向机械能转化并最终产生电能的中间环节,其轴系建模与稳定机理与传统发电机组、风力机组、微型燃气轮机等均存在不同之处。为了研究压缩空气储能系统的轴系振荡特性以进一步分析储能并网后电力系统的稳定性问题,重点介绍了一种典型的四级膨胀压缩空气储能系统释能环节结构,建立了其轴系分段集中质量弹簧模型,并推导了相应的轴系标幺模型。对一个10 MW级压缩空气储能系统进行了轴系固有特性分析,得到了其固有振荡频率和振荡模态,并从电网侧和膨胀机侧分别进行了轴系稳定性分析。基于轴系振荡特性,将系统潜在振荡形式分为冲击性振荡、次同步振荡和超同步振荡三类,对各类振荡形式进行了机理分析和仿真验证,仿真结果表明,CAES释能环节轴系存在多种潜在振荡形式,并根据各类振荡的特性提出了对应的抑制策略。     

双电源备用供电型通用潮流控制器

传统的UPFC中的潮流控制和有功功率补偿只是在同一线路上的电源和负载之间进行,因而其潮流控制能力和有功功率补偿的额度有限,不能实现不间断供电。为解决这一缺陷,提出了一种双电源备用供电型通用潮流控制器,该系统由4个共用一条直流母线的变换器构成。在介绍了其数学模型并分析了其主要功能后,详细讨论了其控制策略。MATLAB/SIMULINK环境下仿真研究的结果表明:双电源备用供电型通用潮流控制器能有效提高电力系统的供电可靠性,可实现不间断供电,且能够实现有功功率在不同电源和负载之间的相互补偿。     

单磁芯可控饱和电抗器控制量研究

提出了在常规单磁芯可控饱和电抗器的结构中增加一个检测绕组.当磁芯中存在直流偏磁磁势时,分析检测绕组输出端电压与直流偏磁磁势之间的物理关系.研究得出,当磁芯中存在正偏磁时,检测绕组输出端电压的负峰值与直流偏磁磁势是线性关系;当磁芯中存在负偏磁时,检测绕组输出端电压的正峰值与直流偏磁磁势是线性关系;且检测线圈输出端电压的峰峰值、有效值和正负半波有效值之差与直流偏磁磁势有关但均不是线性关系.试制了样机,实验结果验证了理论分析的正确性.在常规单磁芯可控饱和电抗器的结构中增加检测绕组,是可以研究当有直流偏磁磁势作用时磁芯的工作特性的,并且证明了检测绕组输出端电压的一些特征电压量如峰峰值、有效值和正负半波有效值之差均可以作为反馈控制量.     

罗氏线圈在高速大功率电流检测系统中的特性研究

分析了用于检测高速大功率RSD(Reversely Switched Dynistor)开关状态电流的试验平台的简化模型和罗氏线圈测量系统的工作机理及其构造方法.基于所构建的包括试验平台和传感器在内的整个检测系统的简化模型,利用Matlab软件的Simulink仿真环境,创建了其仿真模型,分析了整个传感系统的测量特性和误差特性,获得了减小整个传感系统的测量误差的有利措施,并将其成功应用到现场测量实践中,有效地提高了测量高速大功率RSD开关状态电流的快速性、准确性和可靠性.     

基于变平滑时间常数的电池储能系统优化控制方法

在风力发电系统中配备一定的储能系统将会起到平滑功率波动的作用.以储能并网逆变器及其优化控制为研究对象,从兼顾并网功率平滑度和延长储能系统使用寿命出发,提出一种基于变平滑时间常数和功率限幅的优化控制方法,通过实时调整平滑时间常数和功率限幅来实现对电池储能系统的保护.逆变器的底层实现采用可切换模式的改进双环控制算法,避免电池欠压或过压运行.实验结果验证了所提优化控制方法的有效性和可行性,能避免电池储能系统的过充、过放和过载状态.     

含能源路由器的交直流互联配电网协调动态优化

能源路由器(energy router,ER)作为能源互联网的关键设备，可以灵活控制潮流分配，提升电压水平，实现区域互联、能量互济、故障隔离等功能，研究采用ER实现交直流互联配电网的优化运行具有重要意义。考虑到ER和多种有功和无功调节设备的协同运行，提出了一种日前–日内双时间尺度下的有功–无功协调动态调度模型，该模型以系统综合成本和电压偏移度为目标函数，通过日前离散设备调度和日内连续设备调节相互配合，实现协调动态优化。提出了一种改进的多目标粒子群算法求解模型，以改进的IEEE 33节点交流配网和13节点直流配网系统作为仿真样本，结果表明，ER的接入对降低配电系统损耗、改善电能质量、优化运行策略、促进新能源消纳和降低综合成本有积极影响，并验证了所述算法的有效性。