城市居民区的综合能源利用综述

随着经济发展和城市化水平的提高,家庭能耗在国民总能耗中的占比不断增加,成为能源消费新的增长点,引起越来越多的关注。针对城市家庭能源需求及供应,结合国内外学者的相关研究,从技术角度对居民区综合能源系统的构成与框架进行分析,提出了面向城市居民区的用户-社区两级能源体系。介绍了支撑系统运行的信息交互技术,并结合综合能源交易模式对系统的优化运行和调度算法进行归纳和总结。最后,从居民区综合能源系统向能源互联网发展,以及用户用能预测、能源供应及能量流动、需求侧响应、系统搭建与推广和能源交易等方面进行了展望。     

并联型有源电力滤波器的起动策略研究

传统控制方式下并联型有源电力滤波器(SAPF)起动时会引起直流侧电压超调和交流侧补偿电流冲击。本文设计了软起动控制器。有源电力滤波器首先采用直流侧预充电的电路拓扑结构,减小了SAPF起动时的直流侧电压偏差,缓解了冲击电压和电流;然后针对传统变PI参数控制器在动态和稳态特性上的缺点,提出了模糊PI切换器。该控制器利用模糊控制的非线性优点,消除了电压超调,降低了电流冲击。再利用PI控制器响应速度快的优点,保证稳态补偿精度。为了进一步减小冲击,设计了参考电流线性递增控制方法。通过参考电流的线性控制,实现了软起动控制目的。仿真结果证明了所提出的软起动控制策略的有效性。     

MP-MMC驱动六相永磁同步风力发电机分数阶PID控制研究

针对多相模块化多电平变流器(MP-MMC)驱动多相发电机,在Y移30度六相永磁同步发电机(PMSG)旋转坐标系下的数学模型基础上,引入了分数阶PID控制器。分数阶PID控制器相比整数阶PID控制器增加了两个控制自由度,即主要影响控制系统稳态性能的积分阶次λ和主要影响控制系统动态性能的微分阶次μ,使得分数阶PID控制器的设计更加灵活。在MMC内部能量均分部分采用分数阶PID控制器可使得子模块电容电压峰峰值及其谐波畸变率降低,进而输出电压波形得到改善;也使得MMC的桥臂环流峰峰值降低,环流波形得到改善。在发电机转速侧,发电机定子的d、q轴电流闭环控制侧部分采用分数阶PID控制器可使发电机转速动态性能与稳态性能进一步改善。在z₁和z₂子空间的谐波分量控制部分采用分数阶PID控制器可使得系统谐波影响更小,控制效果更佳。最后,仿真和实验结果验证了分数阶PID控制器具有良好的控制性能,可进一步提升了六相PMSG-MMC系统的运行能力。     

隔离型直流模块式光伏并网系统控制研究

传统的光伏并网系统为了获得与电网电压相匹配的直流输出电压,需将多个光伏组件串、并联后经过非隔离DC-DC变换器,其结构扩充性较差,且无法实现每块光伏组件的最大功率点运行。直流模块式光伏并网系统采用高频隔离型DC-DC连接单个光伏组件和直流母线,并可根据实际需要将多个子模块相并联。该结构不仅具有安装灵活、维修方便等优点,还保证了每块光伏组件的最大功率点运行,提高了光伏电池的效率,且前后级相隔离提高了系统的安全性,适用于城市建筑集成光伏(BIPV)中。文章以隔离型全桥拓扑作为光伏直流模块中的DC-DC变换器,分析了直流模块式光伏并网系统的工作原理,对多直流模块并联情况进行研究,提出了控制策略。最后构建了直流模块式光伏并网系统的实验原型和仿真模型,验证了系统和控制的可行性。     

基于双闭环模糊控制的有源电力滤波器

有源电力滤波器普遍采用双闭环控制。从双闭环协调控制的思路出发,通过对有源电力滤波器运行时内外环之间的相互耦合的研究,总结了双闭环PI参数协调控制的规律,并把总结的控制规律应用模糊控制的方式对有源电力滤波器进行控制。仿真结果和实验测试结果表明所述方法不仅使得直流母线电压在启动过程中的超调量很小,电压收敛速度快,而且发出的冲击电流很小,从而大大增强了系统运行的可靠性和直流母线电压的稳定性。仿真结果和实验测试结果表明,该方案能显著提高系统响应速度,并使注入电网的谐波电流达到IEEE519-1992的要求。     

变频器内部EMI滤波板的研究设计及仿真

为了设计出符合电磁兼容标准IEC 61800-3的工业变频器,解决其对电网的电磁干扰问题,给出一种由共模电感与X/Y电容组成的EMI滤波电路.根据变频器输出电流、机械尺寸以及标准限值来估算各元件取值,并在Pspice中建立仿真模型.最后通过试验与仿真结果进行比较分析.结果表明,基于共模电感与X/Y电容组成的滤波电路对于抑制变频器对电网干扰是有效和实用的.     

适用于船舶微电网的直流有源滤波器研究

在船舶微电网中,一些直流敏感负载对纹波的要求极高,为此,提出基于直流有源滤波器(DC-APF)的船舶微电网纹波抑制方法。在基于48脉波整流发电机的船舶微电网系统下,设计了适用于该系统的DC-APF模型。为实现对高频谐波的抑制,解决系统频率发生变化时DC-APF的补偿效果问题,提出了基于自适应准比例谐振(PR)和比例积分(PI)复合控制的电流跟踪方法。为解决负载变化时DC-APF的直流侧电压的稳定问题,采用双有源桥(DAB)变换器来维持直流侧电压稳定。仿真和实验结果表明,在基于48脉波整流的船舶微电网系统下,所提策略能够使DC-APF在稳态、谐波频率变化以及负载变化时均保持良好的补偿效果,同时其直流侧电压始终保持相对稳定。     

基于神经网络PI重复控制器的三相并联有源电力滤波器

针对传统的PI控制的局限性,提出一种新的控制策略,利用基于神经网络的PI控制器与重复控制器并联构成的控制方法,大大提高了响应速度和补偿精度。该控制器利用BP神经网络技术,根据误差大小对PI控制器参数进行在线实时自适应整定,从而满足最优性的要求。利用重复控制的零稳态误差能力保证了装置的稳态精度。最后通过与传统PI控制器的仿真对比说明所提方法的可行性。     

基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制

为了减小电网中非线性负载带来的谐波电流对电网质量的影响,针对基于H桥的有源滤波器装置中直流电容电压问题,提出一种新的控制方法。将控制模块分成模块均值电压控制器和直流母线电压控制器两个部分,通过调节每个H桥之间的有功功率交换和有源滤波器同电网间有功功率的交换来实现直流电容电压的平衡控制。利用该方法对八个单元H桥级联的并联型有源滤波装置进行Matlab/Simulink仿真,并基于FPGA+DSP实验平台搭建了三单元H桥级联样机。仿真和实验结果表明,基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制方法是有效和实用的。