含直流储能的双端柔性直流输电技术提高微网并网稳定运行能力的研究

为了提高微网并网时稳定运行能力,平抑配电网公共连接点的功率波动与维持功率潮流分布,研究了一种含直流储能的柔性直流输电并网接口系统,根据柔性直流输电和蓄电池数学模型,以直流侧储能单元的充放电与双端功率传输控制和平抑微网并网扰动为目标,提出了基于两段式充电的矢量解耦三环控制及蓄电池的充放电切换控制策略,构建了以蓄电池为储能元件的微网并网系统仿真模型,针对微网内功率变化、蓄电池充放电切换和微网交流系统短路故障等情况进行了仿真分析,结果表明控制策略在保证储能单元的充放电与双端功率传输的基础上,有效地抑制了公共连接点的功率波动,保证了电网潮流分布的稳定。     

应用于停车棚的光伏—储能微网发电系统研究

提出了应用于停车棚的分布式发电光伏储能微网发电系统设计方案,进行了并网光伏发电系统、储能系统和微网控制管理系统设计重点介绍了光伏电池阵列、并网逆变器、储能装置充放电系统、储能系统容量规划、微网电网结构、光储微网系统整合运行等设计内容。     

永磁直驱型风电机组两类故障的穿越技术

为了提高永磁直驱型风电机组的并网性能,分析永磁直驱型风电机组的基本结构,讨论应用于永磁直驱型风电机组的各种低电压穿越技术,变桨距控制,增加功率开关器件的额定容量,网侧加装辅助变流器,STATCOM运行模式控制,不同位置加装撬棒Crowbar耗能元件,加装超级电容器,储能电池或超级电容器与储能电池组合,连接点出现事故性不对称故障时,改进网侧变流器的控制策略,配合撬棒Crowbar保护电路控制机组的功率平衡,实现不对称故障穿越。文中分析的各种故障穿越技术为后续永磁直驱型风电机组并网能力的提高有一定的理论指导。     

一种零电压零电流软开关直流变换器的研究

提出了一种零电压零电流软开关三电平直流变换器.利用耦合电感取代常规滤波电感，耦合电感所感应出的电压通过功率变压器反射回原边，使变换器在零状态时的循环电流减小至零，以实现内管的零电流关断.通过改变耦合线圈的匝比,可以任意设置用于电流回零的电压幅值，以调节电流回零时间.该变换器实现了外管的零电压开关和内管的零电流开关, 由于在零状态时一次侧不存在环流，减小了通态损耗, 提高了变换效率.实验样机验证了该电路的主要性能，电压电流实验波形显示了三电平的低电压应力特点和零电压开通、零电流关断的软开关性能.     

基于模糊多目标粒子群算法的热电联供型微网环境经济调度

热电联供型微网具有安全可靠、节能环保的优点。兼顾经济和环保目标,提出了计及制热收益的热电联供型微网环境经济调度模型。针对微网中存在的可再生能源出力随机波动及负荷预测误差等问题,采用基于机会约束规划的模糊多目标混合粒子群算法求解模型,引入模糊全局最优解和同步粒子局部搜索以提高寻优效率。对一个含储能装置的热电联供型微网系统,分别给出了其并网运行方式下经济最优和环保最优的调度策略及多目标Pareto最优解集,算例表明本调度模型能兼顾微网运行的经济性和环保性。     

交流能馈型直流电子负载研究

研究了一种由软开关移相全桥电路和L型滤波器的并网逆变器电路级联组成的交流能馈型直流电子负载装置.前级软开关移相全桥电路采用输入电流外环PI控制、输出电流内环单周期控制的控制策略,通过控制输入电感电流来模拟机车电源的输出特性.针对并网逆变器使用PI控制器时并网电流存在稳态误差的缺陷,研究了并网逆变器电路采用直流母线电压外环PI控制、并网电流内环准谐振PR控制的控制策略,通过电压外环实现逆变器直流电压稳定,电流内环实现并网电流无静差控制.MATLAB仿真与实验结果验证了该交流能馈型直流电子负载拓扑和控制策略的可行性.     

一种高效隔离的双向DC/DC变换器

面对全球环境急剧变化、能源紧张、节能减排压力的不断上升,具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势的双向DC/DC变换器的技术需求日益增多.文章在分析传统隔离式双向DC/DC变换器各种拓扑的优缺点的基础上,提出了一种具有隔离、高效、高功率密度的LLC谐振式双向DC/DC变换器的对称拓扑结构.通过研究LLC谐振电路参数的计算方法,设计了300 W,336/24 V的双向DC/DC变换器样机模型,并在Cadence Pspice环境下,建立了相应的等效电路模型,从空载到满载全范围工作状态下,仿真实现了谐振侧开关管零电压开关(ZVS)和整流侧整流二极管零电流开关(ZCS),减小了损耗,提高了效率,降低了电磁干扰(EMI),验证了双向DC/DC变换器对称拓扑结构及其谐振电路参数计算方法的正确性.     

零电压开关全桥变换器的改进及仿真

在移相控制的串联谐振丛桥软开关变换电路基础上,针对零电压开关全桥变换器的副边占空比损失和环流损耗问题进行了改进,即利用可饱和电感代替线性电感,进而提出了移相控制的零电压电流开关全桥变换器,并将改进电路与原电路进行对比分析和仿真实验,结果表明了ＦＢ－ＺＶＺＣＳ－ＰＷＭ变换器无论是在开关性能和能量传输方面,还是在变换器的成本和效率方面,都具有明显的优越性。     

基于电力电子变压器的微网并网装置仿真研究

针对传统微网并网方式供电可靠性低、稳定性差、潮流无法控制等问题,该文设计了一种基于电力电子变压器的新型微网并网装置,提出了其在不同运行模式下的控制策略。对于电网跟随控制下的微网系统,并网装置采用V/f控制策略;对于微网并网点潮流恒定控制下的微网系统,并网装置采用PQ控制策略。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对所提的控制策略进行了仿真,结果表明,该文提出的并网装置及控制策略不仅可实现微网与大电网的联网运行,还能精确控制并网点潮流,减小并网过程中微网DG、负荷波动时对主网的影响。     

一种光储直流微网经直流-异步电机并网控制方法

针对并网逆变器存在的谐波含量大、故障率高、控制方法复杂等问题,提出了一种光储直流微网经直流-异步电机并网控制方法。该光储直流微网中,光伏电源工作在MPPT模式,蓄电池储能系统工作在恒压模式,以维持直流母线电压恒定。直流电机拖动三相异步电机旋转,三相异步电机定子绕组与交流电网相连,当三相异步电机转速接近同步速时,并网开关合闸,实现光储直流微网并网运行以及直流电能和交流电能之间的相互转换。光储系统并网后,通过调节直流电机端电压对光储直流微网输出有功功率进行控制,使光储系统可以达到"削峰填谷"的目的。在MATLAB/Simulink中对本文所提出的光储微网及其并网环节进行建模,仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性。     

两级式三相光伏并网系统的MPPT控制策略

基于Matlab／Simulink仿真建立了两级式三相光伏并网系统,以研究最大功率点跟踪（MPPT）控制策略．前级DC／DC变换器采用扰动观察法实现MPPT,后级逆变电路采取电压外环、电流内环的双闭环PI控制,以稳定直流母线电压,实现网侧电流的跟踪控制．仿真结果表明,采用的MPPT控制策略具有良好的动态响应性能,且能较好地稳定直流母线电压．     

基于虚拟同步发电机技术的无缝切换控制策略

在微网系统中储能电源的并网及离网运行状态及两者之间的动态切换过程直接影响到敏感负荷的供电质量。针对该问题,文章采用一种基于虚拟同步电机的储能逆变器控制方法,使储能逆变器等效于受控电压源,同时具备惯性模拟、调频、调压功能;此外提出一种储能逆变器并离网无缝切换控制策略,可以实现并、离网状态及两者之间的自动平滑切换,最后搭建了微网实验平台,实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

电池储能系统充放电控制策略仿真研究

在含有多类电源的供电系统中,对电池储能系统进行良好的控制可以使供电系统更为安全、稳定与经济的运行。基于储能电池充放电过程中的动态响应速度和控制性能,采用双闭环PI控制搭建了双向半桥DC/DC变换器,并在MATLAB/Simulink中搭建储能系统的整体模型,对储能电池的充放电控制过程进行了仿真实验。实验结果验证了模型的正确性以及控制算法的可行性和有效性。     

一种带耦合电感的交错并联型DC/DC变换器研究

在轻负载条件下单组全桥变换器在滞后管关断后存在输出变压器次级短路、初级有环流存在的现象,使得变换器的控制复杂,轻载时变换器效率不高。为了提高大功率变换器性能,解决变压器次级短路问题,提出了一种输出带耦合电感的变换器拓扑,实现了滞后桥臂开关管的零流关断和零压开通。然后,分析了所提出的变换器电路的工作原理,给出了关键参数的设计。最后对变换器进行了实验。实验结果与理论分析一致。     

储能系统改善微网动态性能的研究

利用PSCAD建模,研究了微网从并网向孤网模式转换的动态运行特性,获取了微网电压与频率的变化规律.微网由各分布式电源提供功率支撑,由IEEE34节点配网提供电压支撑.由于微型燃气轮机的慢响应特性,微网在过渡过程中引起频率电压波动极大,不利于系统稳定运行,储能设备对于微网稳定有重要作用,采用下垂控制策略的蓄电池作为储能设备,有效抑制了由微型燃气轮机所引起的电压和频率误差.     

有源箝位正激式单级功率因数校正变换器的仿真实现

将PFC变换器和有源箝位DC/DC变换器相结合,设计了一种新型有源箝位正激式单级功率因数校正变换器。介绍该电路的工作原理,定义了一个开关周期的4个工作阶段;借助Saber软件对该电路进行了仿真分析。仿真结果表明：该电路能够实现主开关管、辅开关管的零电压开关,额定条件下功率因数可达0.98以上,提高了变换器的功率密度与效率。     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

具有低开关频率的三电平有源前端变换器模型预测控制

研究了一种具有低开关频率的三电平有源前端变换器AFEs低开关频率有限控制集模型预测控制LFCSMPC策略。该策略在一个控制周期内,同时施加有效电压矢量和零电压矢量。同时,引入降低平均开关频率控制目标项,并基于该目标函数求得有效电压矢量的最优作用时间,从而将带有最优作用时间的开关状态直接作用于功率变换器。该方法在兼顾控制性能的同时有效地降低功率器件平均开关频率,实现了低开关频率下的三电平AFEs高效运行。仿真结果表明,该方法在实际工程应用中具有一定的价值。     

分布式光伏无缝切换控制策略仿真与研究

为解决分布式光伏发电并网时对大电网产生的冲击,在分布式光伏发电系统中加入储能系统,形成混合发电系统,整个系统采用直流微网形式,仅使用一个双向DC/AC换流器,减少了电能损失和控制复杂度。光伏控制采用最大功率跟踪法。换流器并网时采用PQ控制,可平抑光伏功率波动,提高系统稳定性;独立运行时采用V/f控制,为交流侧提供电压和频率参考,蓄电池保证重要负荷的电源供应,实现混合系统与大电网的无缝切换。最后,通过对光伏发电系统不同运行模式转换进行建模仿真,验证了控制策略的有效性。     

双馈风力发电机空载并网控制策略研究

根据变速恒频双馈风力发电系统的运行原理,基于定子磁链定向的矢量控制技术和网侧变换器电网电压定向的矢量控制技术,设计了双馈风力发电机空载并网控制系统,实现了双馈风力发电机的柔性并网和有功功率与无功功率的解耦控制及最大风能追踪.基于Matlab/Simulink仿真平台,对双馈风力发电机空载并网模型进行了仿真,并利用试验设备对双馈风力发电机空载并网进行试验验证.通过对仿真和试验结果的对比分析,验证了所提控制方法的正确性和有效性.