基于Q学习的微网二次频率在线自适应控制

由于包含微源的多样性及运行模式的多样性,微网的二次频率控制面临着系统参数不确定性的挑战。文中提出了在多代理(Agent)分层混合控制模型中嵌入一种基于Q学习的智能算法。首先,动态预测出微网系统实时二次调频功率缺额值。其次,同时考虑微网运行经济性和环境效益,并采用模糊化方法和粒子群优化算法实现二次调度功率的分配。最后,在C++Builder环境下搭建了包括不同微源的本地层Agent和具有不同控制功能的中央层Agent的微网混合能量管理仿真平台,结果证明了所提出的基于Q学习的微网二次频率自适应控制器可以自适应微网系统结构及其参数的动态变化,实现微网二次调频的智能控制。     

独立逆变器无电流互感器控制研究

针对独立逆变器的应用,提出了一种采用估计电容电流来实现无电流互感器多环控制的逆变器方案,分析了各个控制环原理,建立了控制器的数学模型,并着重通过模型和仿真讨论了在估计电容电流中由电容参数偏差对系统动静态特性的影响,最后给出了几种电容参数偏差下无电流互感器控制逆变器的实验结果.其结果证明了该控制方法的有效性.     

开绕组异步电机零序电流控制策略

零序电流抑制是共母线和共中线开绕组拓扑应用所必须解决的技术问题，为了探讨虚拟信号重构思想在零序电流控制上的应用，并对比各种虚拟信号重构控制方案间的差异。通过对虚拟三相电流和虚拟两相电流方案进行数学分析，建立了虚拟电流方案的统一数学模型，并依据控制系统频域分析方法，从理论上揭示了各方案间的性能异同。基于三相时延、正交时延、一阶全通滤波器、二阶低通滤波器、二阶全通滤波器以及巴特沃斯滤波器搭配微分的虚拟信号重构方案间具有类似的控制性能，在应用中可以互相替换；而基于二阶广义积分器的方案相较于上述各方案具有更突出的动态响应性能，但会在控制带宽过大时失去稳定。最后，通过共中线开绕组异步电机零序电流的控制对理论分析的正确性进行了验证。     

直流短路故障下基于暂态能量抑制的MMC-HVDC电网主电路电感参数优化

基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)电网的桥臂电抗器(armreactor,AR)、平波电抗器(current limiting reactor,CLR)在保证系统稳态性能下,与故障限流器(fault current limiter,FCL)合理配合,可有效降低直流断路器的分断电流,实现直流短路故障穿越。该文通过对直流短路故障条件下,MMC-HVDC电网系统储能元件及交直流区域的暂态能量流(transient energy flow,TEF)时空分布与直流短路故障电流演化相依关系的分析,提出基于TEF抑制的参数综合优化模型,以交流区域和子模块电容及相邻线路暂态能量流抑制率和抑制效率极大化作为评价目标,以AR、CLR、FCL参数为优化变量。以张北四端直流电网的拓扑结构和单极对地直流故障为例,采用该模型对AR、CLR和FCL进行优化设计。优化结果及分析表明：建立的优化模型可以充分发挥AR、CLR和FCL各自在抑制短路故障电流方面的能力,较好地兼顾了故障电流抑制技术及经济性能指标,降低了限流成本。     

工业用光伏微网运行策略优化与经济性分析

针对工业用户,以工业用光伏微网系统为研究对象提出了运行策略优化和经济性分析方法。所考虑的经济性指标包括单位电能成本、污染物减排收益和投资回收期;运行策略的优化考虑了不同的并网策略、是否配置储能单元、当地太阳辐射强度等环境因素和系统建设、运行中的各种具体成本,以进一步提高系统的经济性及其带来的污染物减排收益。算例以安装在广东的一个500kW工业用光伏微网系统连续3个月的运行数据为基础进行仿真分析,结果表明经过优化的储能系统的加入有效地提高了系统的经济性和环境效益,同时系统参与大电网削峰填谷的能力也得到了增强。此外,本文也研究了不同参数的敏感性分析和不同安装地点对系统经济性的影响。研究结果对于设计类似的工业用光伏微网系统提供了一定的借鉴并为光伏微网系统的决策者提供决策基础。     

基于IEC 61850的微网能量管理系统数据通信模型及其验证

将IEC 61850系列标准应用于微网能量管理系统,可以规范、统一微网能量管理系统中的通信标准,解决不同厂商制造的设备间的互操作问题。文中将微网通信体系分为三层,详细设计了各层的体系结构及对应的IEC 61850服务器和IEC 61850客户端。根据IEC 61850标准建模规范和实时数据在能量管理系统中的应用特点,提出了面向分布式电源整体系统或负荷单元系统来建立微网底层设备的信息模型,并以风力发电单元为例介绍了建模过程。针对所建立的数据模型设计了4个实验,从不同的角度对微网各层通信体系结构下的信息交互进行了实际测试。测试结果验证了所建立信息体系和微网IEC 61850模型的有效性,同时为数据交换模式的优化提供了基础,为微网的设备集成、运行分析及智能控制提供了有效的技术手段。     

不同安装地点的微网经济性定量评估

提出一种基于单位综合发电成本的多能源微网系统(micro-grid with multi-energy system,MGMES)经济性评价指标,建立计算单位综合发电成本的优化模型。该模型综合考虑安装地点的MGMES一次性投资成本、燃料、环境运行成本,采用基于粒子群算法的配置和运行交错的优化方法,求解特定负载和安装地点优化的单位综合发电成本,最后根据风、光资源的分布,选取5个典型安装地点作为MGMES的安装地点并进行实例分析。     

一种可提高单相光伏并网逆变器功率密度的新型功率解耦拓扑

滤波电感、电解电容和散热器是逆变器中体积占比最大的元件,为了提高具备功率解耦功能的单相光伏并网逆变器的功率密度,该文从滤波电感的功率处理的数学函数出发,推导可以减小电感体积、解耦电容体积、减小开关器件损耗的控制原理,演绎出一种提高了单相光伏逆变器功率密度的Boost型功率解耦单相逆变器拓扑。搭建额定功率为750 W的Matlab仿真模型和RT-LAB硬件在环仿真实验模型进行验证,与传统逆变器拓扑相比,该拓扑在实现功率解耦功能的基础上,减小了滤波电感的电感量和开关器件的开关损耗,提高了逆变器的功率密度和运行效率。     

考虑光伏出力预测误差修正的储能优化配置方法

首先,基于k均值聚类和Copula理论建立不同天气类型下光伏出力的条件预测误差分布模型,并利用该模型修正储能运行时序模拟算法中的光伏出力预测值;其次,以跟踪光伏电站计划出力为控制目标,并以光伏电站寿命周期内年均收益最大为经济性优化目标,综合考虑储能全寿命周期成本、偏离计划出力的惩罚成本和光伏电站收益,采用粒子群算法和时序模拟计算法搜索最优的储能配置方案。最后,以安徽某地额定容量为100 MW的光伏并网电站储能配置方案为例,对所提出的方法进行验证。仿真算例表明,考虑修正与不考虑修正的情况相比,光伏电站的经济性得到提高,所需储能的功率和容量减小。     

多能源发电微网实验平台及其能量管理信息集成

典型的多能源发电微网(MGMEG)由风能、太阳能、生物质能等可再生能源发电系统,燃料电池、微型燃气轮机等清洁能源发电系统,储能装置以及各类负载组成.MGMEG的集成、运行控制及能量管理等方面面临诸多新的挑战,而作为一种有效的研究手段,MGMEG实验平台(TB-MGMEG)一直是许多国家研究和开发的重点之一.文中在研究MGMEG控制模型的基础上,提出一种TB-MGMEG集成方案,包括硬件及软件集成关键技术.该TB-MGMEG的特点是单、三相混合的多交流母线系统及其能量管理系统.采用面向对象技术,吸纳IEC 61970标准在常规电力系统中的成功应用经验,实现了MGMEG系统能量管理软件构架及信息集成.