基于风力发电系统低电压穿越技术研究

风力发电是目前应用广泛的新能源之一,当风电并网后若电网电压发生跌落时控制策略没有及时作出调整,将可能导致风机飞车,直流侧电容电压升高,严重威胁电力电子功率器件运行安全。本文研究了直驱永磁风力发电系统的运行机理和拓扑结构,阐述了风电并网所需满足的低电压穿越技术要求,并将模型预测控制算法应用于直驱永磁风力发电系统低电压穿越控制,构建了包含网侧和机侧电流的价值函数,通过滚动优化实现风速变化时的直流电压稳定和最大功率跟踪,通过MATLAB仿真平台验证了该方法的有效性。     

并网逆变器电流重构低电压穿越模型预测控制

新能源并网运行时可能因为电网电压跌落造成并网电流过流,甚至反复并、离网,进而引发电流传感器故障,并网逆变系统非正常运行。为使并网系统在电网电压跌落和电流传感器故障后不脱网运行,提出一种考虑低电压穿越的电流重构模型预测控制策略。在电网电压跌落和电流传感器故障后,分析并网系统电压矢量和电流对应关系,利用直流母线电流和预测电流重构故障相电流。建立低电压穿越控制模型,根据其无功电流补偿指令动态改变逆变器参考电流信号,优选满足代价函数最小的开关状态作为最优电压矢量进行无功补偿。仿真与实验表明在电网电压跌落和电流传感器故障后所提控制策略仍能连续运行,补偿无功电流,为电网提供无功支撑。     

一种低电压应力高升压比DC/DC变换器的研究

随着“碳中和”、“碳达峰”日益受到关注,可再生能源发电并网技术得到迅速发展。高升压比DC/DC变换器作为新能源发电技术中的关键环节,受到了广泛的研究与应用。在Buck-Boost与Boost变换器级联的基础上,引入改进的电压举升技术,通过二者的组合变形,设计出新型的低电压应力高升压比DC/DC变换器。通过对提出的变换器进行工作原理分析以及各器件的应力计算,并与传统的Boost变换器、Buck-Boost与Boost级联变换器、改进型电压举升Boost变换器的升压比、开关管应力以及电容应力比较,对比可得此变换器具有升压比高,开关管、二极管和电容电压应力低等优点。可有效提升变换器的功率密度,降低开关管及二极管功率损耗,提升效率。最后通过采用SiC器件搭建一台实验样机,验证了理论分析的正确性。     

超级电容储能和卸荷电路协调控制的永磁同步风电机组低电压穿越策略

针对永磁同步风力发电机组的低电压穿越问题,结合超级电容储能与卸荷电路的优点,提出了一种超级电容储能和卸荷电路协调控制的低电压穿越策略。当低电压故障发生时,在机组变流器的直流侧同时投入卸荷电阻和超级电容储能系统共同吸收故障期间的不平衡功率。在故障清除后,超级电容储能系统根据网侧变流器的运行状态将故障期间吸收的能量回馈电网。仿真结果表明,所提协调控制策略能在保证机组可靠实现故障穿越的同时,降低超级电容的设计容量和成本,并提高风能的利用率。     

具有主动故障穿越能力的光伏逆变器自治控制方法研究北大核心CSCD

文中设计了一种具有主动故障穿越能力的自治智能光伏(photovoltaic,PV)逆变器,所提逆变器具有有功功率和无功功率的解耦控制特性,它可以根据电网状态或电网运行员命令在预期的运行模式之间无缝切换。智能逆变器根据电网状态自动调整其有功和无功功率设定值,在正常电网和故障电网条件模式下分别以最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)模式运行。此外,文中还提出了一种新型自治模型预测控制(autonomous model predictive control,AMPC)方法,以提高智能PV逆变器的运行效率。AMPC包括在线权重因子自动调整和控制目标归一化,以消除传统模型预测控制中所需的试错权重因子设计阶段。最后,通过实验,验证基于AMPC并网智能PV逆变器的性能,实验结果表明,所提基于MPC的智能PV逆变器具有故障穿越、有功和无功功率设定值的自治调整、运行模式之间的无缝转换等优点。     

光伏并网系统低电压穿越模糊自整定控制策略研究∗

传统的低电压穿越双闭环控制策略速度缓慢并且可能不稳定.将模糊控制与传统比例积分 (PI)控制相结合,根据采样偏差,通过模糊控制器对 PI调节器参数进行实时修改,提出一种光伏并网系统低电压穿越模糊自整定 控制策略,增强光伏并网系统的低电压穿越能力.仿真结果表明,该控制策略在有效补偿无功功率的同时,可以改善电压轮廓和提升速度,具有较好的控制效果.     

基于分布式风电的10kV线路低电压治理

随着我国经济的高速发展,电力负荷呈现出迅猛增长态势,给部分农网也带来了不可忽视的冲击,如导致农网配电线路末端容易出现低电压问题.其中10kV 线路存在的低电压现象不容忽视,针对该现象,以某地区存在 “低电压”问题的10kV 线路为研究对象,首先分析该地区低电压问题成因,然后结合国家对新能源大力发展的现状 提出基于分布式风电的10kV 线路低电压治理措施,最后通过算例分析,验证利用分布式风电解决10kV 线路低电压问题的可行性.     

大规模风电储能联合系统运行与控制研究综述

储能技术是解决风能等可再生能源非稳态特性的关键技术,其规模化应用后能有效提高电网对风力发电的接纳能力。首先分析了目前风电并网存在的问题,其次对各种储能技术进行比较,最后重点阐述了储能技术在风电并网中应用于平抑功率波动、提高风电系统低电压穿越能力、提高含风电电力系统的暂态稳定性和参与系统调频控制四方面的研究现状,为大规模风电储能联合系统运行与控制的进一步研究提供有益的借鉴。     

基于多层神经网络的直驱风机低穿控制参数辨识

随着风电机组的广泛接入,其低电压穿越期间的响应特性对电网安全稳定运行的影响越来越显著。风电机组的低穿特性由其低穿控制参数决定,因此提出了一种适用于直驱风电机组的多层神经网络低穿控制参数辨识方法。首先,基于经典的M-P神经元模型和Sigmoid激活函数,结合直驱风机低穿控制一般模型,构建多层神经网络;然后,根据实际运行的直驱风机低穿试验数据和对应的低穿控制参数,构造多层神经网络的训练数据集,用标准BP算法训练得到多层神经网络模型;最后,通过对比某型号直驱风电机组的辨识结果曲线和低穿实测曲线,验证了所提多层神经网络低穿控制参数辨识方法的有效性。     

基于IPMC薄膜驱动的可变焦微透镜的研究

基于电活性聚合物驱动的可变焦微透镜所需电压通常在千伏,严重限制了其在便携式设备中的应用。本文设计了一种低电压驱动的可变焦微透镜,透镜采用离子聚合物金属复合材料(IPMC)薄膜作为驱动结构,以柔性聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为透镜主体,实现了低驱动电压下的大变焦范围。为进一步优化微透镜可变焦范围,利用有限元仿真软件对驱动器结构参数、圆环垫片厚度、临界面曲率等部分进行了仿真研究,确定微透镜各组件的最佳结构尺寸。仿真结果表明：利用IPMC薄膜作为驱动结构,可变焦微透镜在驱动电压为1-3V时,变焦范围为42.77-1518.14cm,驱动电压远低于电活性聚合物驱动的变焦微透镜,这种驱动电压小焦距范围广的特点使其具有很高的应用前景。