限流式动态电压恢复器及其参数设计

为优化电网正常运行时的电能质量,针对电力系统短路故障问题,提出了一种限流式动态电压恢复器(Dynamic voltage restorer with fault current limiting,DVR-FCL)拓扑结构。以限流阻抗值为目标函数,考虑直流侧电压整定的参数设计,给出了DVR-FCL的直流侧电压、输出滤波器、串联变压器参数、串联变流器、直流侧电容的整定方法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了DVR-FCL对电压跌落及短路故障的动作特性。结果表明,所提拓扑结构和参数设计方法正确,可实现改善电压质量和短路限流的双重功能,保证了电力系统安全性和稳定性。     

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器（SVC）装置无法抑制电压闪变的缺点，提出了一种新型SVC与静止同步补偿器（STATCOM）构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案，即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题，探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。     

一种改进型的混合动态无功补偿器系统设计

针对配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)与晶闸管投切电容器(TSC)联合运行问题,提出一种新型基于专家混杂控制和瞬时功率平衡的控制策略。首先从混合无功补偿装置(HVC)结构及其等效电路出发,对其补偿机理进行分析,设计HVC控制器,分析了其控制策略。仿真和实验结果表明,该方法补偿效果良好,反应速度快,验证了设计的正确性与可行性。     

利用计算机声卡开发低成本高精度的电网谐波分析仪

用计算机声卡配以简单的外围电路实现电网电压、电流的检测功能，采用傅立叶变换方法对电网谐波进行分析，并在Windows环境下利用Delphi 5.0语言开发了电网谐波分析软件。着重论述了外围电路的实现以及如何对声卡进行实时采样，测试实验结果表明所研制的电网谐波分析仪成本低、精度高、实用性强。     

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时，要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率，这必然增加逆变器的技术难度和成本，限制了有源滤波器在大功率场合的应用，作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器，根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量，同时逆变器输出电压频率较低，逆变器开关频率可相应降低，逆变器与无源滤波器电感并联，当逆变器发生故障时，无源滤波器仍能正常工作，由于并联滤波电感的分流作用，逆变器电流减小。此外，还提出一种以ip-iq法为基础的单次谐波电波检测方法，Matlab仿真结果表明，并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近，但其中逆变器电流减少50％。     

计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法

针对传统多堆燃料电池的控制方法难以解决系统全功率范围高效运行与暂态电压稳定的问题,提出了一种计及多堆燃料电池效率特性的氢储混合系统协调优化控制方法,分为系统优化分配层与装备协调控制层。在系统优化分配层,提出了一种优化分配与轻载运行策略,以多堆燃料电池系统的效率最优为目标求解全功率映射集合,实现多堆燃料电池功率的优化分配,并避免燃料电池运行于轻载区间;在装备协调控制层,提出了一种燃料电池和电池组暂态功率快速平衡控制与稳态能量互补方法,实现两者之间暂、稳态的能量互补,抑制系统直流母线电压波动,提高系统的运行稳定性。基于Simulink平台进行算例分析,结果验证了所提协调优化控制方法的可行性与正确性。     

面向光伏并网的动态容性补偿器及其优化控制

光伏经逆变器接入弱电网时,容性补偿对于增强逆变器功率传输能力与并网稳定性具有重要意义。为解决传统容性补偿装置性能与成本之间的矛盾,提出一种动态容性补偿器。首先,根据接入静止无功发生器的光伏并网系统在dq坐标系下的基频等效电路模型,分析了容性补偿对其功率传输能力的影响。其次,介绍了动态容性补偿器(dynamic capacitive compensator,DCC)电路拓扑与工作原理,并综合考虑负载与线路阻抗的无功消耗,提出瞬时无功与电压下垂调节相结合的无功指令电流计算方法,基于此给出了晶闸管投切电容器控制策略。同时,针对DCC特殊结构带来的LC串联谐振问题,提出了LC支路电流反馈的有源阻尼优化控制策略和反馈参数设计方法。最后,仿真与实验结果验证了DCC拓扑与优化控制策略的有效性。     

面向配电网接地故障暂稳态协同调控的UPQC优化运行方法

针对现有有源消弧装置存在稳态时直流侧取电难、直流电容难以稳压,暂态时接地故障瞬时过电压等问题,充分解析了接地故障全过程中统一电能质量调节器(unified powerqualityconditioner,UPQC)主动参与调控的潜力,提出一种面向配电网接地故障暂稳态协同调控的UPQC优化运行方法。将使用此方法的装置简称为具备消弧功能的统一电能质量调节器(arcsuppression-unifiedpowerquality conditioner,AS-UPQC)。首先,通过分析消弧稳态模式下AS-UPQC系统的功率流向,提出一种适用于AS-UPQC的能量主动平衡方法,通过控制AS-UPQC串联侧从电网吸收一定的有功来补偿并联侧消弧时消耗的有功。该方法在无需额外储能设备的前提下,有效保证了消弧装置直流侧电容能量平衡。其次,对接地故障的暂态模式进行分析,提出一种暂态响应优化的控制方法。在发生接地故障瞬间,控制串联侧从电网中吸收的有功,其等效增大系统阻尼,加快暂态过渡过程,从而抑制瞬态过电压的幅值。最后,通过仿真和实验验证了所提调控方法的有效性与可行性。     

弱电网下PLL结构引入的不对称正反馈环路对并网逆变器稳定性的影响分析

弱电网下锁相环(phase-locked loop,PLL)结构引入的不对称正反馈机制会恶化并网逆变器(grid-connected inverter,GCI)系统的稳定性。在相同的主电路参数与控制环参数下,通过分别构建dq域与αβ域下GCI控制环路的小信号模型,αβ域下GCI相较于dq域少引入1条PLL正反馈环路。分析比较αβ域下GCI系统的稳定性强于dq域的原因,并对PLL结构引入的不对称正反馈环路在小信号模型中的位置差异性进行解析,揭示不同位置的不对称正反馈环路对GCI稳定性的影响程度与影响机理。最后,通过仿真与实验验证本文所提分析方法的正确性与有效性。     

考虑用户行车习惯的电动汽车充电双层控制策略

考虑到电动汽车充电的随机性,基于软件模拟电动汽车用户行车及充电行为,并利用虚拟电池集合模型,提出电动汽车充电双层控制策略。该方法综合集中控制和分散控制的优势,将充电优化过程分为目标函数不同的上、下层2个层级。上层控制考虑全局利益,以高峰时的线路负荷、节点电压和总体成本为目标优化条件;下层控制考虑未来电动汽车高渗透率的情况,采用综合对偶分解和拉格朗日增广算法优点的交替方向乘子法(ADMM)进行分布式优化求解。为验证所提方法的有效性,利用仿真软件模拟18节点配电系统,对比分析了不同场景下4种控制模式对于节点电压、线路负荷以及日负荷曲线优化效果。结果表明,文中所提策略能解决由于大规模电动汽车接入带来的节点电压降低和线路负荷增加的问题,同时平抑高峰负荷,使日负荷曲线更加平滑。