基于改进自抗扰控制的微电网混合储能控制策略

储能系统在微电网保证电力系统运行稳定运行中起到了关键的作用.因可再生能源发电具有许多不确定因素,从而引发的随机性以及波动性对微电网并网运行产生恶劣的影响.针对以上问题,为提高微电网并网的电能质量,减小直流(direct current,DC)母线电压的波动和冲击,提出一种由超级电容与蓄电池组成的改进自抗扰控制(acti...     

微电网中AC/DC双向功率变换器的研究

在交直流混合微电网中最具有价值部分的构造是其中的AC/DC双向功率变换器,可以使系统运行更加安全可靠。针对现有的AC/DC双向功率转换器功率流动不稳定和负荷电压波动大的不足,提出了一种在交直流混合微电网中适用的AC/DC双向功率转换器。通过对三相静止ABC坐标系和旋转坐标系建模,在此基础上利用PI控制器进行电流控制,用电流电压双闭环控制策略来控制变换器的运行,当负荷波动时,能够保证负荷侧电压迅速恢复稳定以及交直流母线间功率的双向流动。最后,通过搭建Matlab/Simulink系统仿真模型验证了所提出的AC/DC双向功率变换器拓扑和控制策略的可行性和有效性。     

圆柱表面电渗驱动液体薄膜流动特性

以Debye-H¨uckel假设近似下线性化的Possion-Boltzmann方程和黏性不可压缩流体运动的Navier-Stokes方程为基础, 采用漏电介质模型, 分别研究了直流(direct current, DC)稳恒电场和交流(alternating current, AC)周期电场驱动下柱体表面电渗驱动液体薄膜问题, 得到了流场的电位势、速度分布的精确解. 结果表明, 定常解的流速与电位势仅相差一个常数, 而自由面上流速只与自由面电位势和圆柱固壁电位势的比值α有关. 周期电场下的流速振幅、流场中与固壁双电层中的流速相位差, 均与雷诺数有密切的关系: 当雷诺数较小时, 周期电场下流速振幅与定常解相近; 随着雷诺数的增大, 固壁附近流速振幅减小, 相位差增大. 当α较小时, 自由面上流速振幅随着雷诺数的增大而减小; 当α较大时, 流速振幅随着雷诺数的增大而增大.     

基于卡尔曼滤波的电力电子变压器直流电压平衡控制

针对级联型电力电子变压器整流级交流电/直流电(alternating current/direct current,AC/DC)变换直流侧电容电压不平衡问题,以单相级联H桥整流器为研究对象,提出一种基于卡尔曼滤波(KF)的直流侧电容电压平衡控制策略。该控制策略结合了DQ(direct-quadrature)电流解耦控制和比例式脉冲补偿控制,利用卡尔曼滤波的滤波和预估特性实现了电容电压平衡、降低了系统的总谐波失真(THD)和增强了系统的鲁棒性。首先推导证明了系统的稳定性,然后对负载不均衡和负载突变两种的情况进行仿真,从而验证了该控制系统鲁棒性强、动态性能优异、具有良好谐波特性和稳态性能的特点。     

交直流混合微电网保护方案的研究

交直流混合微电网中存在的分布式电源含有大量的电力电子器件,与配电网相连时,将会改变微电网的拓扑结构和潮流方向,传统的差动保护已经很难满足其保护的可靠性与速断性要求。因此,提出一种交直流相互配合的改进型差动保护方案。该方案通过分析交流母线电流变化率的大小,同时与直流侧相互配合确定保护动作区域,进而准确迅速的切除故障区域。仿真结果表明,该方案提高了交流系统保护与直流系统保护的相互配合,对交直流混合微电网的稳定运行具有重要意义。     

交直流混合微电网关键技术及其示范工程

介绍了交直流混合微电网的拓扑结构及运行特点,阐述了交直流子网的协调控制策略,并根据交直流微电网的特点设计了超级电容-锂电池混合储能系统及适用于低压交直流混合微电网的双向交直流功率变换器控制策略。详解了太原理工大学风光储交直流混合微电网示范工程,依托此示范工程,可开展多种基于微电网的相关研究。此示范工程的建立可为未来交流混合微电网的改造与发展提供理论与实践依据。     

高压直流输电系统逆变站对次同步振荡的影响及鲁棒控制设计

基于复转矩系数法与特征根法,对交直流(AC/DC)并联系统的次同步振荡(SSO)阻尼特性进行了分析.结果表明,逆变侧交流系统的强度以及逆变站控制方式对SSO阻尼有显著的影响.运用H∞鲁棒控制理论设计了直流附加次同步阻尼控制器(SSDC),把逆变侧交流短路阻抗变化、逆变站控制方式的改变以及系统运行条件变化所引起的系统模型幅频特性的差异,看作系统模型的不确定性,把控制器的设计归结为H∞鲁棒控制理论中混合灵敏度问题的求解.特征根分析与仿真表明,SSDC具有良好的鲁棒性.     

直流侧串联型有源电力滤波器的单周控制方法

单周控制(one cycle control,OCC)因其控制结构简单,控制精度高,响应速度快等优点,已被广泛用于有源电力滤波器(active power filter,APF)的控制。目前单周控制技术主要集中在并联型APF的控制中,而对单周控制应用于串联型APF仍需要进一步研究。文中将单周控制理论应于直流侧串联型APF,通过对其主电路工作原理的分析,导出了用于DC(direct current)侧串联型APF的单周控制数学关系,并建立了控制方程。仿真结果验证该理论的正确性与可靠性。     

智能型宽电压交流接触器控制器的研制

提出一种智能型宽电压交流接触器控制器的研制方案.该控制器对施加在接触器线圈两端的电压采用PWM控制及自适应调节,使普通交流接触器实现了在宽范围交直流输入电压(AC 24～380 V或DC 24～220 V)内稳定可靠工作,具有很好的通用性,大幅度减少了产品种类;同时使接触器还可实现节能、无声运行、无弧或少弧分断、在线设置、显示、远程通信和远程操作等功能,提高了交流接触器的性能指标.     

直流微电网协调控制策略研究

直流微电网以其可靠性高、便于控制、损耗低等优点成为未来家庭的主要供电结构.本研究针对目前已有直流微电网控制策略的不足,研究了基于直流母线信号(DC Bus Signaling,DBS)的控制策略,该控制策略可以最大程度地提高新能源的利用率,采用直流母线信号实现直流微电网的最优控制;通过研究直流微电网的下垂控制实现了同一个电压等级下多个微源的功率分配及电压控制;通过研究各微源变换器的输出特性,实现了储能单元及并网变换器的下垂控制与恒功率平滑切换的控制方法;最后在MATLAB/Simulink中搭建了基于平均模型的直流微电网的仿真模型,对孤岛运行时的控制策略进行了验证,仿真结果表明所设计的控制算法能够实现直流微电网的协调控制.     

基于SMC的交直流混合微电网接口换流器控制策略

 根据交直流混合微电网拓扑和并网运行特点,建立了接口换流器的数学模型,设计了基于滑模控制(sliding-mode con-trol, SMC)的接口换流器控制系统,并通过设计趋近律规定了滑模控制过程中系统在正常运动阶段的状态轨迹,保证滑模控制的品质。为证明控制系统在实际应用中的可行性,在dSPACE 1006 平台上建立了实验模型。仿真和实验结果表明,该控制系统可以提高接口换流器在不确定和非线性条件下的鲁棒性和快速响应性,保证微电网稳定运行。     

基于源-荷-储的直流微电网系统协调控制

针对孤岛下独立运行的直流微电网,为了更好的维持系统功率的供需平衡,快速平抑母线电压的波动。利用超级电容和蓄电池的互补特性设计混合储能系统,在下垂控制的基础上,通过增加二次补偿装置抑制负荷功率波动,从而实现直流微电网的精准控制,将系统划分成多个模式运行,通过利用所提的控制策略对各个模块进行联动控制,实现系统平滑的在多个运行模式下切换。完成直流微电网的源-荷-储协调优化控制。最后对其在MATLAB/Simulink上进行仿真实验,验证控制策略的有效性和可行性。     

钢管磁特性对涡流检测信号影响的仿真研究

基于ANSYS有限元软件,建立了钢管饱和磁化下的涡流检测数值计算模型,研究构件磁导率特性与涡流检测信号的作用机制.鉴于ANSYS软件的谐波分析模块中不能同时施加交直流激励的限制,提出了一种处理磁导率的等效方法——EMP法,将涡流检测交直流激励的非线性模型简化为交流激励的线性模型.采用EMP法计算了钢管磁化后的磁导率、涡...     

一种新型直流微电网DC-APF控制策略

针对直流母线电压存在的纹波分量会对整个直流微电网供电电能质量以及设备运行安全性造成影响的情况,提出了一种新型直流有源滤波器(DC active power filter,DC-APF)控制策略,抑制直流母线电压纹波。在分析DC-APF的多种模态工作基础上,对纹波检测和抑制方案进行了设计优化;提出了基于小波变换Mallat算法的直流母线电压纹波检测法;在传统PI与模糊PI控制的基础上,提出了改进的模糊自适应PI控制,实现对补偿电流的跟踪控制方法;在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了含DC-APF的直流微电网系统模型。仿真结果表明,与传统的DC-APF控制策略相比,新型DC-APF控制方法可以实现对直流母线电压纹波的快速检测,具有良好的纹波补偿抑制效果。所提策略可提升DC-APF对纹波的检测性能和抑制效果,为直流微电网纹波检测与抑制提供新的思路。     

蓄电池超级电容混合储能双重解耦控制策略

蓄电池-超级电容器混合储能系统既可充分应用功率型储能器件的物理特性,又可优化蓄电池的充放电过程,是储能技术未来发展方向之一。本研究中提出了一种主从结构双重解耦控制策略,利用功率前馈解除了母线电压与扰动输入间的耦合关系,也抑制了耦合扰动输入对超级电容端电压的影响,将端电压有效维持在一定范围,解决了传统控制策略下超级电容的过充过放问题,简化了控制过程;而且在保证微电网稳定运行的同时,使得蓄电池的充放电电流变化平滑,降低其变化率,延长其使用寿命,并提高了微电网孤岛运行储能系统运行的可靠性。最后通过仿真分析,验证了所提控制策略的正确性。     

DC-AC变换的电钻电源系统

针对当前我国煤矿电钻电源的使用现状,设计了DC—AC变换的电钻电源系统。该电源系统直接利用SPWM变频控制技术,将井下直流电机车架空线所提供的直流电转变成频率是50Hz的127V稳定交流电,同时,该设计使各控制电路简化、结构紧凑、成本降低。     

基于双滞环空间矢量控制的电动机电子负载的研究

本文提出一种能量回馈式交流电子负载,主电路采用两个电压型PWM变换器构成的AC/DC/AC结构.前级PWM变换器实现异步电动机模拟功能,采用改进双滞环空间矢量控制方式,并进行预测来计算误差电流.后级PWM变换器实现能量回馈,采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式,并结合模糊控制实现单位功率因数逆变.仿真结果表明,设计的电子负载可以对电动机动态特性精确模拟,具有较好的动态性能和抗干扰能力,并使能量以单位功率因数回馈电网,节约电能.     

基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法

交直流混联系统中逆变站的换相失败使交流线路发生频率偏移,导致工频量纵联方向保护的可靠性受到影响。本文提出一种基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法,利用线路区内、外故障时,传播到两端保护的电流故障初始行波波头之间极性差异构成纵联保护。该方法仅利用电流初始行波极性差异进行方向判别,消除了电容式电压互感器无法准确传输宽频带电压信息导致保护的低可靠性问题,且利用高频电流进行计算,避免了交直流混联系统频率偏移的影响。仿真结果显示,基于行波电流极性差异的纵联方向保护方法能够准确、快速地识别单相故障和多相故障,适用于交直流混联系统。