电能质量治理若干问题的讨论

现代电力系统中,电力电子设备的应用越来越广泛,各种非线性、冲击性、波动性和不对称负载大量增加,造成诸如电压波动、电压跌落及谐波等电能质量污染日趋严重。电能质量问题给生产生活带来的影响日趋严重,已受到供电企业和广大用电用户的广泛关注。目前,如何有效地提高电能质量是供电部门、电力用户和电力设备制造商共同关注的问题。为此,本刊特邀请了行业专家、供电公司、电力用户及制造单位的技术人员就电能质量相关焦点问题展开讨论。     

逆变器并联运行及均流技术研究

逆变器并联是提高微型电网容量及运行可靠性的一种有效方法。由于逆变器输出阻抗特性及线路参数不平衡的影响,并联逆变器的输出功率不能合理地均分,导致系统环流的增加,影响并联系统的稳定运行。研究了微网中传统下垂控制原理及并联系统的功率分配机理,在现有的控制环中引入虚拟阻抗,增强了逆变器输出阻抗的感性,提高了有功、无功的解耦,从而提高功率均分精度,降低了环流。通过仿真和实验验证了所用控制策略的有效性。     

基于叠加法和正弦幅度调制的阻抗测量注入扰动电流信号形式

电力电子系统的稳定性在很大程度上取决于系统的输入输出阻抗,因此,在系统的控制和设计中,阻抗测量就显得十分重要。文中提出了一种新的谐波电流注入形式,采用这种形式的电流信号进行阻抗测量,可以更加快速准确地获取阻抗特性。该方法采用正弦幅度调制,将方波信号频移到不同的频率区间,然后将这些调制后的信号叠加,即可得到一个包含频谱丰富且整个频段幅值衰减都很小的信号。采用这种形式的信号作为扰动电流注入待测系统,相对于注入传统脉冲电流形式的方法,可以更加准确地测量系统高频段阻抗特性;相对于正弦扰动注入方法,测量时间更短。MATLAB仿真结果表明该方法的有效性。     

有源电力滤波器的发展动态及其应用

本文介绍了有源电力滤波器在近年来的一些发展情况，对有源电力滤波器目前的主要研究问题，分类及其在国外的情况作了叙述。     

用于低电压问题治理的柔性交直流切换配电系统设计

为解决用电负荷增加带来的配电系统末端低电压问题，提出了柔性交直流切换配电系统，可在提高电压质量的同时保证系统运行灵活性。该配电方案通过在配电线路首末两端装设变流器和断路器组，按需运行于直流配电模态或者交流配电模态。首先，针对交直流配电模态相互切换过程中负荷供电的可靠性，对变流器控制系统和断路器动作时序进行设计，实现切换过程中负荷电压的平滑过渡。其次，为避免极端工况下断路器组的误动作，提出了基于事件触发和非特征次谐波检测两种判断逻辑，保障系统在极端工况下稳定运行。最后，针对错误切换过程潜在的短路故障，在控制和硬件层面设计了保护措施，避免系统设备损坏。MATLAB/Simulink仿真以及实验结果验证了切换配电方案和保护方案的有效性。     

考虑多约束条件下的电-氢-化耦合系统控制方法

在电-氢-化耦合系统中，电解水制氢装置在消纳风、光等可再生能源或参与电网平衡调控的同时，其变负载运行需满足多约束条件，以保证系统各环节安全稳定运行。针对电-氢-化耦合系统中各环节存在的耦合作用关系，详细介绍了系统核心环节——电解水制氢系统的模型，并提出一种考虑各环节多约束条件下的系统控制方法。对兆瓦级碱性电解槽的模型进行详细分析，包括电化学模型、热力学模型等，同时建立辅助设备压缩机、储氢罐的数学模型；综合考虑电解槽温度、电解槽压力、储氢罐压力、下游煤化工环节用氢等约束条件，提出电解水制氢系统的控制策略。基于MATLAB/Simulink搭建电-氢-化耦合系统的仿真模型，并通过RT-LAB半实物仿真平台，在不同的电网功率指令下，对电-氢-化耦合系统的运行特性进行深入研究，并对所提控制策略的控制效果进行验证。