不平衡工况下四桥臂VSG控制策略研究*

针对微网中虚拟同步发电机的不平衡运行工况,以四桥臂逆变器构成三相四线制微网结构,采用QPIR电压控制器有效避免了对输出电压的正负零序分离.考虑到微网多处于配电网侧,输电线路阻抗通常呈阻感性,存在功率耦合和母线电压不平衡度升高的问题,基于DCCF和SOGI提出了构造分序负阻抗特性的虚拟定子阻抗,实现了不平衡工况下有功、无功的解耦并有效降低了微网母线电压的不平衡度.     

基于Atmega128与ATT7022的数字式三相电量表设计

介绍一款基于Atmega128单片机与ATT7022计量芯片为核心的数字式三相电量表设计,从硬件电路及软件设计进行论述。整体电路设计遵循强、弱电分离的原则,集成度高、功能强、成本低、抗干扰能力强、功耗低、测量精度高。所设计的电量表经上电检验具有功率双向计量、计费、保护、通讯、液晶显示,IC卡预付费等多种功能。能满足电能智能化管理及未来家用太阳能发电系统的电能计量要求,具有很好应用前景。     

数字式三相智能电能表的研制

介绍了一款基于单片机Atmega128的三相数字式智能电能表的研制,从电路硬件选型、电路设计及制作进行论述。所设计的智能电能表与同类产品相比具有集成度高、功能强、成本更低廉、抗干扰能力强、功耗低等优点。随着未来电能智能化管理及电能表集抄需求,该款表具有很大的应用前景。     

含TCSC的电力系统潮流计算研究

为了寻找能够充分考虑FACTS元件对整个电力系统影响的潮流计算方法,在常规的潮流计算基础上,根据可控串联补偿器(TCSC)的工作原理和数学模型,采用节点等效注入功率法处理网络中的TCSC支路,建立了计及TCSC的潮流计算数学模型,并以TCSC所在线路的有功功率为控制目标进行潮流计算。通过潮流结果分析,可以证明该计算方法能够将TCSC的影响考虑到潮流计算中。在采用牛顿-拉夫逊法进行求解时,含TCSC的潮流计算与普通潮流区别不大,编程时做一下改动即可。通过比较,可以得出了在不同的线路安装TCSC后得到不同的潮流结果的结论,并对TCSC的最佳安装地点问题进行简单讨论。IEEE 4节点系统和IEEE14节点系统的仿真验证了该计算方法的有效性。编程采用MATLAB语言,利用稀疏矩阵潮流算法形成导纳矩阵则节省了存储空间,加快了运算速度。     

TCSC与水轮发电机励磁和水门的多指标非线性协调控制

采用多指标非线性控制设计方法，对TCSC与水轮发电机的励磁和水门进行了协调控制设计。设计过程表明：多指标非线性设计方法能较好地解决多输入多输出高阶非线性控制系统的设计问题，并且对于具有非最小相位环节的水轮发电机非线性控制系统也能有效地解决其设计问题。文中所设计的多指标非线性协调控制律能有效地协调系统各状态量的动、静态性能，既提高了系统的稳定运行能力，改善了系统各状态量的动态响应特性，又能很好地保证机端电压、有功输出和TCSC阻抗这些反应系统输出特性状态量的控制精度。仿真结果表明：TCSC与发电机进行协调控制，有利于提高系统的稳定运行能力，因此，在一次系统电气特性允许的情况下，应考虑将TCSC的安装地点尽量选择在靠近发电厂一侧，以便实施TCSC与发电机的协调控制。     

一种高精度的改进傅里叶测频算法

通过严谨的理论推导，揭示了传统傅里叶测频算法存在的误差，并由此提出了一种能有效消除这种误差的改进测频算法。数字仿真和实际应用表明，该算法的计算精度高，而且能实现宽范围的测频，可以满足电力系统控制装置和安全装置对频率测量的要求。     

一种高性能的非线性励磁控制

考虑到在基于微分几何的非线性控制中，输出函数的选取会直接影响到变换后的线性空间的构成，从而影响到控制器的最终控制效果这一事实，该文提出了通过将输出函数选取为多状态变量组合形式的简便方法来解决非线性控制系统的动、静态性能的综合协调问题，从而有效地提高控制系统的整体综合性能；将此方法用于发电机的非线性励磁控制系统中，成功地找到了一种具有较高控制性能的非线性励磁控制律。仿真结果显示，该控制律既能很好地提高发电机端电压控制精度，又能有效地提高发电机组的运行稳定性，并表明所提出的控制器能有效地协调系统中各状态量的动、静态性能，具有较好的工业运用价值。     

加速功率型电力系统稳定器整定方法研究

为了给加速功率型电力系统稳定器(PSS2A)现场试验提供参考整定值,减少反复试验对发电机及电力系统的影响,使励磁控制器在低频振荡下具有较好的鲁棒性,提出一种基于加速功率信号拟合的在线整定的方法。运用TLS-ESPRIT算法对PSS2A加速功率信号进行拟合得到系统的相频特性,根据留数法算出PSS2A超前环节需要补偿角度的整定参数。利用该方法对南方电网某水电厂机组实测数据进行建模仿真,与现场采用频谱仪测量计算得到的整定值进行仿真比较分析。数值仿真及实例分析表明该方法得到的整定参数具有较好的参考价值,可给现场调试带来方便。     

输出函数在多输入多输出非线性控制系统设计中的重要作用

针对多输入多输出系统研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置,并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了通过将输出函数选取为多状态量的线性组合形式来实现对系统闭环极点进行配置的方法。在多输入多输出系统中,针对凝汽式汽轮发电机给出应用实例。举例中讨论了通过将输出函数选取为发电机端电压Uf、转子角速度ω、转子角加速度ω、输出有功Pe等状态量的线性组合来设计出具有多性能指标的非线性控制律,以改善系统的动、静态性能。仿真结果表明所提出的控制律不仅能明显地提高发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf和输出有功Pe控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生偏移。这表明所提出的控制律能很好地协调系统的动、静态性能。     

基于多指标非线性控制方法的虚拟同步发电机控制

为了给三相电压源型逆变器系统加入惯性和阻尼,将虚拟同步发电机(VSG)技术引入到控制设计当中,以改善系统的性能,但因逆变器内环控制采用线性控制方法,导致控制律的设计不够精确。为此,引入多指标非线性控制方法来设计控制策略,选取逆变器输出电压和输出电流的线性组合作为输出函数,根据微分几何理论证明系统能够反馈线性化,并求出非线性控制律。仿真结果表明,系统并网运行时频率的最大波动从50.35Hz减小到50.04Hz,验证了所提的VSG多指标非线性控制策略的有效性。