高压直流输电系统换流器技术综述

作为高压直流输电核心设备的换流器容量巨大、可控性强,对可靠性的要求很高。传统晶闸管换流器容量很大,但投资大、谐波严重。电压源换流器能弥补传统晶闸管换流器的部分缺点,其发展十分迅速。为了进一步推动换流器技术在高压直流输电系统中的改进研究和应用,针对传统晶闸管换流器、每极2组12脉动换流器、电容换相换流器以及电压源换流器等适合于高压直流输电的换流器,在详细介绍这些换流器的拓扑结构、基本工作原理、控制策略的基础上,对其技术特点和应用领域进行了评述。研究结果表明:长距离大容量高压直流输电仍然适合采用传统晶闸管换流器;电压源换流器在HVDC中有广泛的应用前景,是未来高压直流输电技术的重要发展方向。     

英国输电过网费定价机制分析

输电定价是电力市场中的关键环节,也是我国当前电力市场改革的重要任务。对英国的输电过网费形成机制进行了深入的研究。对相关的模型进行了介绍,对过网费的组成、过网费在发电机和负荷之间的分摊、参考节点的选择及修正常数的影响等问题进行了深入的分析。利用IEEE 14节点标准系统算例对参考节点的选取问题进行了分析,利用7节点算例对英国输电过网费定价机制引导发电机和负荷投资的有效性进行了分析。英国输电过网费的定价机制可以为发电和用户投资提供较好的经济信息,且分区定价方法灵活,可为我国输配电定价提供借鉴。     

并网运行风/光/储微电网容量配置双目标优化

目前关于微网电源容量配置的研究主要针对独立运行情况,虽配置结果可保证系统运行的可靠性,但增加了冗余投资。针对并网运行的风/光/储微电网,制定了其运行策略,分别建立了微网经济性和供电可靠性模型,采用多目标模拟退火粒子群优化算法求取模型的最优解集,得到了微网中风力和光伏发电及储能系统容量配置方案。结果表明,相比于独立运行,在相同的可靠性要求下,以并网运行的角度配置风/光/储微电源容量关系,可明显降低微网投资成本。     

混合型多电平变流器桥臂电容电压平衡的原理与控制

混合式多电平变流器(HMC)能够实现有功无功独立控制,在直流侧发生故障时,交流侧电流仍然可控,这对于构成直流电网有重要意义。文中研究了HMC的电压合成方法以及在静止同步补偿器(STATCOM)模式下和高压直流(HVDC)模式下的能量平衡原理。基于能量平衡的原理,提出了STATCOM模式下和HVDC模式下桥臂电容稳压控制方法,并提出了HVDC模式下桥臂电容稳压的具体实现方法。为了验证所提出的能量平衡原理及控制策略,根据仿真算例所提供的参数,搭建了端对端直流输电的PSCAD仿真模型,对HMC的启动充电、解锁、有功渐变和直流故障过程进行了仿真。仿真结果显示,HMC能够实现有功无功独立控制,能够隔离直流侧故障,所提出的能量平衡原理与控制方法能够实现桥臂电容的稳压控制。     

基于微粒群算法的BBMC控制参数优化研究

基于双闭环控制的BUCK-Boost矩阵变换器(BBMC)具有优良的电气性能,然而其控制参数因采用试凑法获得而难以达到最佳控制效果,为此提出采用微粒群算法对其控制参数进行优化。介绍了BBMC双闭环控制策略与微粒群算法的基本原理,阐述了采用微粒群算法对BBMC双闭环控制策略的控制参数进行优化的具体设计方法,并利用MATLAB对其控制效果进行了仿真验证,同时与试凑法获得的控制参数进行了对比仿真分析。结果表明:利用微粒群算法优化获得的控制参数较试凑法获得的控制参数具有更好的控制效果,BBMC输出波形的谐波失真度更小。     

结合风电功率超短期预测值偏差的实时市场调度

实时市场中的超短期风电功率预测偏差较日前市场有所减小,但与实际出力相比仍然有一定的偏差,需要研究风电的不确定性给实时市场出力调整带来的影响。考虑较短时间内风速分布特性呈正态分布,详细推导了风电场功率分布表达式和偏差概率,建立了基于报价的实时市场出力调整调度模型。该模型以常规机组出力调整费用和风电功率预测偏差费用之和最小作为目标函数。通过具体算例分析了不同的正态分布参数、风电预测功率的变化、惩罚系数的变化对实时市场出力调整成本、风电预测功率偏差成本和偏差期望值的影响。仿真结果验证了模型的有效性。     

基于不完全S变换的低频振荡在线辨识方法

针对传统的低频振荡辨识方法无法确定低频振荡的起振时间点,不利于调度员分析振荡的起因,提出采用不完全S变换方法进行低频振荡的在线辨识,以提高算法的计算效率。仿真测试以及实例分析的结果表明基于不完全S变换的低频振荡在线辨识方法的辨识结果准确、抗噪能力强,能够有效地识别振荡模式个数以及振荡的起振时间点,具有很好的实用价值。     

分布式光伏就地自适应电压控制策略研究

随着分布式光伏发电系统规模化、多点接入配电网,其对配电网的运行控制、调度管理等方面的影响也逐渐凸显,其中无功电压控制问题是较为显著的问题之一。分布式光伏发电系统的输出电能受到光照、气候等自然因素的影响,具有较强的随机性、间歇性与波动性,难以准确预测。另外,分布式光伏海量接入,难以对所有光伏额外整合测量设备和控制设备,部分光伏难以观测和控制。鉴于此,针对分布式光伏规模化并网场景,综合考虑并网分布式光伏的不可控和不可调度特性,提出分布式光伏就地自适应电压控制策略。针对配电网多种运行工况提出电压期望值自适应调整方案,进而采用就地的、智能的自适应方法来调节电压。利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,在多种仿真场景下仿真分析和比较了就地自适应电压控制策略的电压控制恢复效果,验证了所提电压控制策略的有效性和鲁棒性。     

强跟踪自适应CKF及其在动力定位中应用

针对容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)在动力定位系统存在不良测量及船舶运动模型不确定时滤波精确度下降甚至发散的问题,提出一种强跟踪自适应CKF算法。利用新息协方差匹配原理,建立对系统的不良测量具有鲁棒性的自适应CKF。基于强跟踪滤波(strong tracking filter,STF)的理论框架和自适应CKF算法,构建强跟踪自适应CKF,该算法克服了标准强跟踪滤波的理论局限性,兼具STF与自适应CKF的优点,在系统存在模型不确定性及不良测量时具有良好的鲁棒性和滤波精确度。通过仿真验证了所建算法的有效性。     

Al-Ga-Mg-Sn-xSi阳极合金电化学性能研究

熔炼并制备了铝空气电池用阳极材料Al-0.02Ga-0.5Mg-0.1Sn-x Si[x=0~0.2%(质量分数)]合金,通过测试合金的自腐蚀速率、开路电位(OCP)、极化曲线(Tafel)以及电化学阻抗(EIS)等,研究了其在4 mol/L Na OH溶液中的电化学性能;采用能量散射X射线谱(EDX)分析了合金中偏析相元素成分,并结合扫描电镜(SEM)观察了合金的腐蚀形貌。结果表明:合金中添加Si可降低自腐蚀速率,提高其电化学性能;但过量的Si会加剧合金点蚀。随着Si含量增加,合金开路电位负移,放电电压升高;当Si含量为0.1%时,合金具有最佳的综合性能,自腐蚀速率最小[0.113 mg/(cm2·min)],开路电位最负(-1.80 V),20 m A恒流放电时单电池电压达1.50 V。