平抑风电波动的混合储能容量配置及控制策略

为了平滑风电场输出功率,降低风电波动对电网造成的冲击,利用能量型储能元件电解槽与功率型储能元件超级电容相结合形成的混合储能系统对风电波动进行平抑。首先对大量时间片段内的储能出力进行概率统计分析,通过并网功率波动率在风电波动限值范围内的概率变化评估风电波动平抑效果,将给定置信水平的输出功率作为混合储能额定功率。在此基础上,通过考虑经济性的自适应滑动窗口算法将混合储能功率分解,进而确定超级电容的额定容量以及电解槽的额定功率,实现了兼顾经济性和波动平抑效果的容量配置。其次,依据超级电容的荷电状态、电解槽额定功率、储能系统总体功率指令制定混合储能系统的运行控制策略。最后结合风电场实际运行数据,仿真验证了所提方法可以实现功率分配、保证储能各元件正常运行,同时有效降低了风电输出功率的波动。     

基于虚拟同步机的风光储一体系统运行控制研究

大容量电池储能的应用能够平抑分布式电源输出功率的波动,提高大规模电网对于分布式电源的消纳性。依据传统同步发电机的旋转惯量、阻尼等特性,提出将"虚拟同步发电机"控制技术运用到储能变流器的控制中,实现系统的调压调频和功率控制。对此,设计了储能系统的运行控制策略,在平抑风光发电输出功率的同时,实现系统在并网、孤岛、再并网运行时的电压、频率控制,最后通过Simulink仿真验证了此控制策略的可行性。     

风光储混合系统的协调优化控制

为解决光伏和风电场的输出功率剧烈波动引起的电能质量下降和电网电压波动的问题,提出了利用复合储能技术分别平抑风光联合发电系统的输出功率在不同时段内的波动。在平抑功率波动过程中,提出了可变时间常数控制,不断实时优化低通滤波器的时间常数,实现了对储能系统充放电功率的灵活、快速控制,改善了储能系统的运行,减小了储能容量;同时提出最大输出功率限制控制保护储能运行在合理的范围。通过建模仿真验证了控制方法的有效性。     

An Optimal Coordination Control of Hybrid Wind/Photovoitaic/Energy Storage System

为解决光伏和风电场的输出功率剧烈波动引起的电能质量下降和电网电压波动的问题,提出了利用复合储能技术分别平抑风光联合发电系统的输出功率在不同时段内的波动。在平抑功率波动过程中,提出了可变时间常数控制,不断实时优化低通滤波器的时间常数,实现了对储能系统充放电功率的灵活、快速控制,改善了储能系统的运行,减小了储能容量;同时提出最大输出功率限制控制保护储能运行在合理的范围。通过建模仿真验证了控制方法的有效性。     

基于可变功率和阻抗平抑主动配电网母线电压偏差方法研究

针对分布式电源、柔性负荷接入主动配电网渗透率的不断提高和电力用户对电能质量日益苛刻的需求,本文提出一种基于可变功率和阻抗平抑主动配电网电压偏差的方法。该方法对主动配电网负荷端母线电压正向偏差和负向偏差进行分析,当正向偏差超出允许值时,通过投入柔性负荷,改变负荷总功率,平抑电压偏差;若投入柔性负荷不能平抑电压正向偏差至允许的范围,则进一步通过降低分布式电源的输出功率平抑电压正向偏差;当电压负向偏差超出允许值时,通过增大分布式电源的输出功率平抑电压偏差;若分布式电源的输出功率不能平抑电压负向偏差至允许的范围,则进一步投入阻抗可调的柔性线路,通过改变输电线路总阻抗,平抑母线电压负向偏差。为验证所提方法,以分布式电源、柔性负荷和柔性线路接入配电网为例,搭建Matlab/Simulink仿真模型,计算结果表明该方法可行有效。     

风光互补发电系统功率输出的自适应控制

针对风光互补发电系统在运行过程中出现的供电功率空缺以及直流母线电压不稳定问题,依据光伏为主力发电源,风为辅助发电源的发电方式,提出了以风力发电的输出功率补偿光伏发电的输出功率的自适应控制方案。鉴于发电系统中固有的非线性特征和运行中的参数变化,对风力发电系统采用自适应控制实现对互补发电系统中所需功率的差额实时补偿,保证直流母线电压的平稳。为实现蓄电池充电稳定性,结合蓄电池非线性充电模型设计了充电电流跟踪控制器,确保对期望充电电流的跟踪。理论分析和仿真结果均表明,在互补发电系统运行中采取的控制策略的可行性。     

LLC谐振式磁控管供电电源的研究

研制了一台零电压软开关电源,其目的是代替微波炉中工频变压器和半波倍压整流电路,为磁控管供电。用LLC谐振变换器作为电源主电路,以dsPIC单片机为核心设计了电源的控制系统,并通过改变主电路开关变频率控制法实现了电源输出电压和输出功率的调节。实验结果表明开关频率变动范围内,该电源可安全可靠地实现软开关控制,输出电压完全满足磁控管运行需求,磁控管输出功率可实现连续可调。     

改进的孤岛微电网主从控制策略

采用主-从控制的微电网,其孤岛运行对"主微电源"的容量要求较高。为此,提出了一种改进型主-从控制策略。将"主微电源"的输出考虑为负载需求,即"主微电源"在瞬时补充系统功率缺额后,通过通信网络将"主微电源"的输出信息传递给"从微电源","从微电源"按照与各自容量成正比的输出比例分担"主微电源"的输出功率,间接减小"主微电源"的输出功率,从而减小系统对"主微电源"的依赖。仿真结果表明,在高渗透率的微电网中,系统能保持电压频率稳定,"主微电源"的输出被"从微电源"分担,且"从微电源"的功率与其容量成正比。     

基于电压调节的分布式可再生能源发电功率波动平抑策略

接入配电网的分布式可再生能源受自然条件影响,其输出功率随机波动,进而影响全系统运行。针对分布式可再生能源发电的特点和用户负荷特性,提出了一种基于电压调节的功率波动平抑方法,通过适当调整系统电压来改变负荷水平,利用负荷变化追踪电源出力,从而减小其波动对电网的影响。对简化配电系统和IEEE 13节点测试馈线系统仿真的结果表明,通过电压调节,用户负荷能够有效平抑光伏和风力发电机的出力波动,验证了所提方法的可靠性。     

多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现.提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法.该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感一电感一电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率.推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证.仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率.     

快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法

提出了一种快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法 ,通过负载电流的中高频分量前馈,有效提高了系统的动态响应速度,并降低冲击性负荷下电源输出电压的剧烈扰动,增强了多电平电源的抗扰性能;同时针对电压环提出准比例谐振QPR(quasi-proportional resonance)+重复控制的控制方式,实现了输出电压在基频和主要次谐波频率处的无静差控制,从而提高了多电平电源输出电压的控制精度。所提控制方法能够有效提高系统的动态响应性能及其输出电压的控制精度,增强系统稳定性,可用于解决海岛国防设施和民用设备可靠供电的难题。     

海上油田群电网的综合潮流优化控制

将发电控制、电压控制和潮流优化结合在一起,综合考虑电网的功率约束、电压质量和经济性指标,建立了海上油田群电网的潮流优化控制模型,并给出了其求解方法。通过将海上油田群电网潮流优化控制问题转化为一个多目标非线性优化问题,从而设计并实现了一套基于内点法和分支定界法的优化求解算法,并通过调整目标权重来适应海上油田群电网各种运行控制模式的需求。采用涠西南油田群电网实际数据进行测试,表明适当设定权重参数可在保证电压质量、功率平衡的基础上,优化机组的出力,获得经济运行的效果。     

兼顾新能源穿透功率和风险的风光火打捆外送电源规划

随着特高压直流输电的发展,科学规划风光火打捆外送电源是充分发挥输电工程可靠性及其经济效能的前提。文中构建了兼顾新能源穿透功率极限和新能源出力反调峰及大波动风险的多目标优化配置模型,以保证输电工程的安全运行。为解决相互矛盾的优化目标,采用权系数法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题,通过引入博弈论思想确定权重系数以弥补权系数法主观性强的缺点,并设计嵌套的遗传算法对模型进行求解。对某地区电力系统进行实例规划,以验证上述多目标优化方法的有效性,结果表明所提规划模型能兼顾新能源穿透功率极限要求和新能源出力风险问题。     

适用于农村电网的新型电压补偿装置设计

针对配电网尤其是农村电网和偏远地区供电线路末端的电压偏低问题,研究了一种基于交流脉宽调制技术的低电压补偿电路。该电路串联于供电线路中,在线路末端电压偏低时投入运行,可保证负载电压在允许范围内。该装置仅需补偿供电电压不足的部分,降低了对装置的容量要求,采用交流斩波方式使得电压调节范围宽且连续,同时装置自身无需储能元件,结...     

大功率行波管测试设备高压电源的研究

介绍了一种适用于大功率行波管测试设备的高压电源系统设计方案。采用模块化的设计方法,阴极电源模块和各收集极电源模块功能独立,便于功率扩展。单电源模块可实现输出电压-1～-25 kV,输出电流0～500 mA,输出功率5 kW。详细阐述了零电压多谐振软开关条件下,4种工作模式的谐振过程和能量传递。提出了闭环稳压的间歇控制策略,减小了电源在轻载或空载条件下的开关损耗。最后给出不同工况下电源的主要工作波形,证明该设计方案的正确性和有效性。     

开关电源模块并联供电系统设计

以单片机为控制器,采用两路DC/DC变换器(单端反激电路)并联和输出电压以及输出电流双反馈控制模拟并联供电系统。分析了并联供电系统的工作原理以及数字均流控制原理,并给出了反激变压器的设计和控制程序流程图。试验结果证明,该控制方案是有效可行的。     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

一种适用于直流配电网的双向稳压型电压平衡器

直流配电网是一种新型供电系统,面对三线制直流配电网中负荷不平衡问题及其需为用户端提供稳定可靠供电的要求,提出一种适用于新型直流配电网的双向稳压型电压平衡器。将双向稳压Buck/Boost电压转换电路运用于电压平衡器之中,这样不仅能解决三线制网络中正负极电压平衡的问题,而且可以实现平衡输出端电压波动,维持输出端的电压稳定。首先针对该双向稳压型电压平衡器进行数学建模分析,利用状态平均法建立小信号状态模型;之后基于所提出的平衡器特性与其建模分析,在双向互补脉冲宽度调制（pulse width modulation,PWM）控制技术的基础上提出并分析控制策略;最后利用PSCAD仿真软件进行存在电压波动与不平衡负荷情况下的2种负荷类型的稳压平衡器仿真验证,仿真结果验证了其稳压及平衡电压能力,说明了理论分析的正确性。     

含风电机组的配网无功优化

研究了分布式电源中发展较为成熟的风力发电机组并网后配电网的无功优化问题,提出一种基于场景发生概率的无功优化综合指标,该指标由网损和静态电压稳定裕度两部分构成。基于该指标,提出一种新的无功优化模型。在该模型中,提出风电机组输出功率典型场景的选取策略,无功优化潮流计算中考虑了风电机组的特点,将其作为电压静特性节点处理。在求解方法上,采用基于自适应权重的遗传算法求解。算例表明,提出的模型和算法是可行的,对风电系统的运行具有一定的参考价值。     

静电除尘用大功率直流高压电源的电磁兼容性设计

带高频环节的静电除尘用大功率直流高压电源的du/dt、di/dt和静电除尘器的工作方式(电晕、火花)所引起的电磁干扰对控制电路是一个严峻的挑战。为解决此问题,从电磁兼容的角度优化了控制系统的设计,并对功率电路的主要干扰源采取措施。通过在一台输出功率60 kW、输出电压60 kV、逆变频率20 kHz电源中的成功运用,证明此电磁兼容性设计方案实用、有效。