混合型背靠背智能软开关技术

基于背靠背电力变换器的智能软开关(SOP)能柔性、快速、精确调控配网潮流,实现配网电压、网损等多控制目标统一优化管理,同时具备故障隔离和故障恢复功能。但该型SOP的供电恢复范围受限于其自身容量,难以满足全部停电用户供电需求。文中提出了一种由小功率背靠背电力变换器与负荷开关并联组成的低成本混合型SOP。正常工作模式下,仅由背靠背电力变换器调控系统潮流及电压分布;线路故障模式下,由负荷开关承担供电恢复功能,且故障清除后通过灵活调控背靠背电力变换器实现闭环运行工况下负荷开关的零电流开断,增加负荷开关使用寿命,降低成本。最后,通过仿真验证了混合型SOP的供电恢复能力以及零电流开断技术的有效性和可行性。     

带蓄电池SOC反馈的虚拟同步发电机系统

为了更好地模拟同步发电机的惯性环节并发挥不同储能单元的优势,对带有蓄电池和超级电容组成的混合储能单元的虚拟同步发电机系统进行研究,详细分析了系统的数学模型和控制策略,考虑储能元件自身的特点以及蓄电池的使用寿命,提出了含蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)反馈的虚拟同步发电机系统控制策略。通过搭建相应的MATLAB/SIMULINK仿真模型,分析蓄电池在正常充电状态与SOC达到上限时储能的功率分配情况,验证所提出的控制策略的正确性和有效性。结果表明,所提出的带蓄电池SOC反馈控制的虚拟同步发电机系统,可在功率波动时实现功率合理分配,在维持系统的稳定性的同时延长储能的使用寿命。     

WS2纳米结构的构筑及其储能性能研究

针对市场对于高性能储锂、储钠负极材料的巨大需求和解决金属硫化物存在的关键制约问题,设计并开发了一系列纳米棒、纳米块和微米球等不同形貌和纳米结构的硫化钨,研究了形貌和石墨烯表面修饰对硫化钨储能性能的影响。研究结果表明：相比于WS₂纳米块和WS₂微米球,WS₂纳米棒比表面积更大、结晶性更好,展现了更好的储能性能。进一步通过冷冻干燥法,在WS₂纳米棒表面包裹上一层石墨烯,有效地提升了所制硫化钨的循环稳定性和倍率性能。在500 mA·g^-1下循环500圈,其储钠放电容量仍保持在65.9 mAh·g^-1,在1 000 mA·g^-1下循环500圈,其储锂放电容量可保持在288.3 mAh·g^-1。     

光储并一体化变换器的多模态控制与分析

以光伏电池为微电源并集成储能设备的微电网通常包含光伏变换器、储能变换器等多台电力电子变换装置,系统中存在多个变换器将增加其成本,影响其稳定性,限制其应用推广.针对中小功率应用场合,将光伏变换器与储能变换器的功能集成,仅使用一台两级式变换器实现光伏组件与储能设备的接入,基于此新型系统结构,提出一种光储并一体化的控制策略实...     

三相级联H桥型电力电子变压器电容值设计方法

针对三相级联H桥型电力电子变压器(PET),分析了输入侧瞬时功率波动特性,建立了其直流侧电容电压及中间级高频变压器原、副边电流的时域解析模型,并基于该模型提出一种PET电容值设计方法。基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建三相级联H桥型PET仿真模型,并在功率模块测试平台进行实验验证。仿真及实验结果表明该解析模型可以准确地描述电容电压及变压器高频电流的波动特性,进而为主电路参数设计与控制系统设计提供研究基础。     

对称电压暂降情况下含无功补偿功能的虚拟同步发电机控制策略

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制思想是通过模拟传统的同步发电机的输出特性来提升分布式电源(Distributed Generation,DG)对电网的友好性。但是,传统的VSG不具备在电网故障情况下抑制故障电流的能力,同时也无法提供无功支撑。文中针对该问题,建立VSG模型,分析电网电压对称暂降过程中的VSG的行为。提出了一种适用于电压暂降故障的含有无功补偿功能的VSG控制策略,能够保证故障期间VSG输出不过流,故障瞬间和故障清除瞬间无暂态电流冲击并输出最大无功功率。并给出了限流控制方法的原理分析和具体参数整定原则。最后通过仿真验证了所提的控制策略的正确性和可行性。     

一种虚拟同步机直流侧混合储能系统控制策略

为了解决分布式电源渗透率升高对电力系统稳定性的影响问题,国内外学者提出了虚拟同步发电机的控制策略,将同步发电机的转动惯量和阻尼特性引入到传统的逆变器控制中,提升了分布式电源的并网友好性。该文提出了虚拟同步发电机中蓄电池和超级电容混合储能系统的功率分配方法,对关键参数的整定进行了分析。搭建Matlab/Simulink仿真模型,分析了负载恒定、阶跃突变和连续变化情况下直流侧混合储能系统的功率分配效果,验证了所提功率分配方案的可行性和有效性。     

基于改进GRU神经网络的综合能源管控系统优化研究

针对目前综合能源管控系统能耗预测的精度需求,提出一种基于改进GRU神经网络的预测优化方案。首先,考虑到GRU神经网络预测模型中超参数选取的速率直接影响着预测模型的精确度,提出采用鲸鱼优化算法对超参数进行寻优;然后将WOA算法寻优得到的超参数对GRU神经网络进行设置,再利用超参数优化后的GRU神经网络对综合能源负荷进行预测;最后将本算法和传统GRU预测模型及BP神经网络预测模型通过评价指标MAE、MPAE、RMSE进行对比。结果表明,本优化方案平均绝对误差百分比为1.79%,而传统GRU预测模型和BP预测模型的平均绝对误差百分比为3.06%、4.45%。由此得出,采用鲸鱼优化算法对GRU神经网络的改进,使得GRU预测模型更加精准和稳定。     

光伏直流变压器不闭锁零电压穿越策略

针对中压直流系统双极故障下光伏直流变压器的低电压穿越问题,首先基于双有源桥和全桥隔离电路的子模块拓扑结构,分析光伏直流变压器正常运行时最大功率点追踪控制的快速实现方案。然后利用光伏电池板输出特性,提出光伏直流变压器不闭锁穿越策略,该策略对故障时长不敏感,可实现严重故障下的零电压穿越。进一步,针对故障穿越暂态过程中的过电压及子模块不均压问题,提出多控制策略间的平滑切换方案,有效降低暂态过程中的过电压现象,改善子模块间的均压效果。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建仿真模型,验证所提策略的有效性。