电动汽车可调度能力模型与日内优先调度策略

提出了"可调度能力"概念,表征单辆电动汽车(EV)基于车电互联技术接入特定配电网参与系统运行调控时的动态能量平衡能力,并构建了EV日内优先调度模型。首先,为精细量化EV可调度能力,综合EV电池损耗程度、用户信用度和反向供电能力等建立EV可调度能力分析模型;其次,以配电网总负荷峰谷差最小化为指标,结合EV可调度能力分析模型与供需两侧协同优化的两阶段优化调度模型,兼顾用户用车习惯确定可调度能力最优阈值;最后,基于新入网EV的可调度能力评估结果与最优阈值的数值关系,判断车辆有无优先调度权,从而构建了单辆车的事件驱动型日内优先调度方法。以某居民区充放电设施集群为例进行了仿真分析,算例结果验证了所提模型的合理性、有效性。     

基于容量修正的安时积分法研究

针对传统安时积分法中容量修正模型产生误差的问题,引入电池表面平均温度与平均放电电流作为自变量,将锂电池放电过程中的温升与电流变化考虑在内,提出一种新的容量修正模型,其结构简单,更适用于工程实践,进而根据不同环境温度与电流的电池放电数据,确定模型参数。实验结果表明:新模型的容量修正效果优于传统模型,通过新模型进行容量修正的安时积分法可以有效地消除安时积分法中的累计误差,其在锂电池恒流放电与脉冲放电过程中的SOC估算均具有较高精度。     

IGCT的状态检测与逻辑控制

门极驱动单元是集成门极换流晶闸管(IGCT)的重要组成部分。除了完成强触发导通与门极换流关断外,门极驱动单元还必须具备可靠的工作状态检测与逻辑控制功能。本文将从门极换流晶闸管(GCT)芯片的基本结构与IGCT驱动的基本原理出发,结合工业上广泛应用的NPC三电平拓扑,分析不同工况下GCT门阴极电位变化的基本机理,以及各个工况对门极驱动逻辑控制的要求。最后设计了一种带有精确状态检测功能的门极驱动单元,并在一个自主研发的NPC三电平功率模块上进行了功能测试。实验得到了各个工况下IGCT换流过程与门极驱动单元检测电路的实际波形,验证了门极驱动单元具有优异的状态检测与逻辑控制功能。     

矢量谐振控制器在并联有源滤波器中的应用

针对并联有源滤波器(SAPF)补偿电流的控制问题,分析了比例积分(PI)控制器和矢量谐振(VR)控制器对SAPF补偿电流控制的优势和不足之处,提出了这两种控制器并联的电流控制策略,具体将PI控制器、VR控制器分别用于在同步旋转坐标系下无静差地调节基波电流分量和相应频率次的谐波电流分量,介绍了SAPF的数学模型及其特点,并基于零极点对消的方法,详细分析了PI控制器和VR控制器的电流闭环频率特性,论证了并联电流控制方法的可行性,并在Matlab/Simulink模块中搭建的SAPF仿真系统和SAPF实验样机中进行了应用验证。仿真和实验结果都表明,采用该方法的SAPF对主要次的谐波电流有良好的补偿效果。     

考虑价格型需求响应的独立型微电网优化配置

为有效提高独立型微电网可再生能源消纳水平,根据独立型微电网内短期风光出力与负荷之间的供需关系提出一种动态分时电价机制,并基于替代弹性建立价格型需求响应模型;从经济性角度出发,计及电价引导下用户的用电行为,建立价格型需求响应参与的独立型微电网的优化配置模型,并采用遗传算法求解。以某海岛微电网为例进行仿真分析,算例结果表明:在独立型微电网优化配置中考虑价格型需求响应能够改善负荷特性,提高可再生能源的配置容量,减少储能和燃料发电机的使用,从而提高微电网的经济性。     

OPNET在微网通信系统仿真中的应用

针对微网通信系统存在的实时性问题,将变电站自动化系统的全球通信标准IEC61850应用到微网通信系统中。建立了基于IEC61850标准的3层微网通信结构,并对微网中的通信业务进行了分析和建模,提出了利用网络仿真软件OPNET对微网通信系统的实时性进行仿真的方法。在OPNET网络仿真平台上,以系统的整体通信延时、保护和控制业务延时和不同节点的延时为研究对象,对采用两种不同链路速率(10 Mbit/s、100 Mbit/s)的微网通信延时进行了试验。研究结果表明,10 Mbit/s的链路带宽基本能满足微网通信系统的整体实时性能要求,但在网络业务流增多时某些业务易出现延时发散,而采用100 Mbit/s的通信链路能较好地全面满足微网通信系统的实时性要求,为微网通信系统带宽的选择以及其他业务的建模提供了一定的参考。     

基于零序电压注入与调制波分解的三电平脉宽调制策略

对三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)与零序电压注入正弦脉宽调制(SPWM)进行了对比分析,以线电压坐标系空间矢量图和开关周期窗口移动图解释了两种调制方式在占空比和矢量序列上的关系。从零序注入SPWM与SVPWM的内在联系出发,本文探讨了基于零序分量注入与调制波分解的三电平脉宽调制策略。该调制策略无需SVPWM复杂的矢量分解,即可实现最小开关损耗、最优波形质量抑或是中点平衡等任一控制目标,并可在多控制目标间转换,具有极高的灵活性,实现简单,可大大降低编程难度与程序运行时间。     

配电系统双时间尺度电压管理的深度强化学习方法

随着可再生能源发电渗透率的不断增大,配电系统的电压越限问题愈发频繁,亟需高效的电压管理策略以保证配电系统的安全经济运行。首先,文中建立了双时间尺度的配电系统电压管理模型,实现不同时间响应特性的调压设备协调控制。然后,将2个时间尺度的电压管理模型建模为马尔可夫决策过程,在有效考虑两者的时间耦合关系和可控设备物理特性的基础上,分别利用多智能体深度确定性策略梯度算法和双深度Q网络算法求解模型,实现了双时间尺度的实时电压管理。最后,基于IEEE 33节点配电系统进行算例分析,验证了所提模型和方法的有效性。     

IGCT变流器吸收箝位电路的参数设计

近年来对风机容量的要求出现了爆发式增长,已达3~7 MW。此外,并网谐波控制、低电压过渡等风机并网标准越来越严苛。以集成门极换流晶闸管(integrated gatecommutated thyristor,IGCT)为核心的中压直驱全功率变流装置既可满足风机的大容量要求,又能灵活实现电网故障过渡、电网无功支撑等要求,成为大容量风机的最优选择。在IGCT变流器中,箝位电路的参数将直接影响器件SOA、最小脉宽与并网电流质量,是风机功率模块设计中十分重要的部分。提出一套IGCT变流器吸收箝位电路的优化设计方法,显著简化了箝位电路的设计过程。在对箝位电路换流工况进行详细分析的基础上,提出了箝位电路的等效电路。根据等效电路进行了响应分析,综合考虑箝位电路的设计原则,找到了优化参数的选取方法,从而降低了最小脉宽限制,提高了动态恢复速度。给出了设计实例,并进行了仿真与实验验证。     

基于零序注入的NPC三电平变流器中点电位反馈控制

对NPC三电平变流器中点电位不平衡时,输出交流电压的补偿与中点电位的反馈控制问题进行了研究。提出了一种基于零序注入的NPC三电平中点电位反馈控制方法,在保证输出电压无畸变的同时还能实现中点电位的任意调节。调制策略基于SPWM原理,实现十分简单,适用于强化传统的中点电位平衡控制或需要对上下组直流电压进行分别控制的场合。文中给出了本文控制方法的中点电流控制能力,并对中点电位的低频波动问题进行了分析。仿真和实验结果验证了相关理论的正确性。