面向功率冲击平抑的岸电系统储能型电能调控装置容量优化配置策略

针对港口岸电系统负荷侧存在的冲击性功率等电能质量问题,提出一种储能型电能调控装置容量优化配置方法。介绍港口岸电系统及储能型电能调控装置拓扑结构,并分析冲击性负荷运行特征;探讨负荷运行工况与功率因数控制目标之间的关系,根据电池荷电状态与负荷运行工况,提出储能型电能调控装置多类型运行工况自适应容量设计的补偿控制策略;建立储能型电能调控装置技术-经济模型,通过在技术模型中考虑岸电系统电能质量的要求建立容量模型,经济模型提供评估寿命成本和效益的方法。基于某港口岸电负荷实测数据,验证所提方法的有效性。

运行工况自适应的风储系统双层功率平滑策略

针对风电并网带来的功率波动问题,提出一种运行工况自适应的风电-混合储能系统双层功率平滑策略。在上层,考虑风储系统并网功率波动和储能运行状态,利用无模型自适应控制动态跟踪经滑动平均算法得到的并网参考功率,生成混合储能总功率任务;在下层,考虑储能介质的技术特性,利用模糊控制动态调节经变分模态分解确定的混合储能总功率任务的频率分界点,完成功率的自适应分配。算例分析表明:所提策略可以自适应平抑多工况下的风电功率波动,实现混合储能各介质间功率的合理分配。

港口岸电系统冲击性负荷功率柔性控制方法

为解决港口岸电系统中负荷功率存在较强冲击性问题,提出一种基于储能电池的负荷功率柔性控制方法,在实现功率实时平抑和无功动态补偿的基础上,降低系统网侧线损、提升储能电池循环寿命及应对极端工况的能力。首先,介绍负荷功率柔性控制系统(load power flexible control system,LPFCS)的拓扑结构及控制方式;其次,依据负荷功率和电池荷电状态来划分负荷工况,进而以负荷功率波动的平抑、防止电池过充过放以及提升储能系统应对极端工况的能力为原则,将LPFCS的工作模式分为空闲、填谷、削峰以及限幅4种模式;然后,建立系统网侧线损优化模型,求解模型得出功率补偿值的取值区间,并基于该区间确定不同工况下LPFCS的功率补偿值。最后,基于长江某岸电系统实测负荷数据,对LPFCS的工作性能进行仿真和实验验证。结果表明:LPFCS的补偿响应时间小于0.3 s,负荷功率波动抑制率达到90%,系统网侧线损率下降17.2%。

基于等价输入干扰的分布式光伏电源出力控制策略

分布式电源能够改善配电网潮流分布,使得电力系统具有更高的能源利用率以及灵活性,然而分布式电源的不合理出力则难以充分发挥自身优势,并且死区效应、电网电压畸变及系统参数不确定性等不确定性扰动也会对电力系统的可靠性构成严重威胁。针对此问题,提出了基于改进的等价输入干扰方法(improvedequivalentinputdisturbance,IEID)的分布式电源出力控制方法。其中上层优化结构以配电网网损最小为目标,建立配电网优化降损模型并求解得到分布式电源出力值;下层控制结构基于所提IEID设计分布式电源控制策略,把模型耦合项、死区效应、网压畸变及系统参数不确定性等干扰对系统输出的影响等价到输入通道上,并对其进行估计和补偿,能够有效地抑制未知扰动并高精度跟踪上层输出的出力值,极大地改善并网电能质量。以某21节点真实居民配电网为算例,仿真结果表明所提方法具有较好的扰动抑制能力,能够自主平稳出力,降低配电网网损。

变压器集成滤波装置紧凑化设计方法

提出一种采用紧凑设计方法的变压器集成滤波装置,并基于该滤波装置构建新型12脉波供电系统,该新型供电系统具备电气装备高集成度和高质高效供电的显著特点,适合于船舶电力推进系统或城市轨道牵引供电系统等设备安装空间受限和对电能质量有较高要求的场合。首先,介绍电抗集成型感应滤波变压器及其构建的供电系统,建立简化电路模型,揭示该装置的滤波机制和阻抗约束条件;其次,兼顾绕组阻抗约束和变压器尺寸优化,在近似零阻抗范围内搜寻,并确定变压器最小径向尺寸;然后,通过分析集成电抗感值计算方法,给出其感值分布区间;最后,试制滤波装置样机,实验测试说明理论分析的可行性和有效性。

基于对偶原理的IGBT并联均流缓冲电路研究

多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在IGBT两端并联电容可降低电压变化率的原理出发,推断出可通过串联电感来抑制IGBT电流的变化,进而应用对偶原理构建出一类基于串联电感的并联均流缓冲电路及其改进型拓扑。结合模态图从理论上分析新型缓冲电路工作原理,发现所提出IGBT并联均流缓冲电路具备结构简单、易于实现的优点,还兼具静态和动态均流效果。仿真和实验表明所提出方法可以有效抑制过电流,降低电流不均衡度。

电力感应调控滤波系统滤波机理与运行特性分析

提出一种具有新型滤波原理的电力感应调控滤波系统。通过对整流变压器绕组的零阻抗设计,二次负载绕组和额外滤波绕组之间的谐波磁通相互抵消,从而缩短谐波在电力系统中的流通路径;有源逆变器起到隔离电网与整流负载之间的谐波电流作用,进一步提升了感应滤波性能。给出电力感应调控滤波系统在谐波域下的三相等效电路和数学模型,根据推导出的谐波传递矩阵,建立本系统谐波抑制性能的评价体系,揭示了感应调控滤波系统独特的滤波机理;针对潜在的谐波放大现象,提出一种改进型虚拟阻抗控制策略,讨论了虚拟阻抗相位、幅值与滤波性能之间的关系,获得实现最优谐波抑制效果的虚拟阻抗相位。搭建小功率实验样机平台,验证了理论分析的正确性。

应用变压器集成滤波技术的光伏并网系统电能质量治理方法

为满足光伏并网电能质量要求,该文介绍一种基于等变压器集成滤波技术的光伏并网系统电能质量治理方法。该光伏并网系统包含一、二级滤波站的层级构架,具有滤波器与变压器模块化设计、并网点谐波谐振风险低等特点。首先介绍了新型光伏电站的层级结构;分别建立两级滤波站的效电路和数学模型,分析集成电抗器与供电绕组间的弱耦合对一级滤波站滤波性能的影响,进一步揭示说明感应滤波变压器在内外部参数扰动条件下具备谐波谐振抑制的优越性能。最后,对该光伏电站工程实例进行现场测试,结果表明由该两级滤波站构成的光伏并网系统具有低谐波排放和系统运行稳定等特点。

四桥臂SVG改进电流检测方法及控制策略

目前,静止无功发生器广泛用于解决低压配电网中三相电流不平衡问题。本文对四桥臂静止无功发生器电流检测算法和控制策略进行了改进,在dq0检测算法基础上分离电流零序分量,通过dq变换得到负序分量,从而实现不平衡分量的快速检测。同时通过设计双dq变换锁相环精确锁定电网电压相位。采用该检测算法和自适应滞环电流控制方式设计出四桥臂静止无功发生器样机。通过仿真和实验验证,改进检测算法具有更加准确快速的特点,自适应滞环控制的引入也有效改善了传统滞环控制中频率不稳定的缺陷。

集成电抗型电力感应调控滤波系统

为满足电气装备高功率密度的发展趋势,提出一种集成电抗型电力感应调控滤波系统(controllable inductive power filtering system with integrated reactor,CIPF-IR)。感应滤波技术充分发挥变压器电磁潜能,使谐波电流被屏蔽在变压器低压侧;集成滤波电抗通过将特定变压器绕组与供电绕组功率解耦,实现电气设备的小型化设计。介绍了新型变压器,并获得其电感矩阵;建立CIPF-IR系统的等效电路模型和数学模型,探讨集成电抗耦合度、虚拟阻抗与谐波滤除率之间的关系,揭示了互感对滤波性能影响。对新型变压器样机进行测试,结果表明:集成电抗器具有良好的线性度、与其他绕组耦合度低等特点;CIPF-IR系统能加强感应滤波性能,减少谐波对变压器损耗;集成电抗与感应滤波绕组结合具有可行性和有效性。

220kV多绕组感应滤波变压器的性能分析与端口矩阵模型

为满足对变电站多端口谐波抑制的需求,研究了一种基于感应滤波技术的220kV多绕组电力变压器(multi-winding inductively filtered transformer,MWIFT)。感应滤波技术通过对变压器特定绕组的零阻抗设计,充分利用绕组间电磁传递特性,实现谐波双向屏蔽。首先,采用短路阻抗计算方法,结合零阻抗设计特征,推导出MWIFT各序等值电路。以此定义了零阻抗因子并讨论其对感应滤波效果的影响,进而提出了一种优化感应滤波性能的方法。进一步结合基本电路方程,建立了端口矩阵模型,并进行支路等效,提出了降阶端口矩阵模型,其能够简化潮流、短路等计算迭代步骤。最后,搭建实验平台,实验结果验证了所推导模型的正确性。同时将其应用于某工程案例短路电流计算,为MWIFT并网安全运行与推广应用奠定基础。

变压器集成调控滤波系统及其无源控制方法

大功率电解整流系统低压侧呈现出大电流特性,难以实施电能质量治理措施,给整流变压器造成极大危害。提出一种变压器集成调控滤波系统,有源滤波器通过变压器特殊定制的第三绕组接入系统并向其注入补偿电流,利用二次绕组之间的磁势平衡抑制变压器铁心谐波磁通。首先揭示了变压器集成调控滤波系统的滤波机理,获得补偿电流指令量;建立其欧拉-拉格朗日模型,在无源控制律中增加虚拟注入阻尼实现其良好的跟踪性能;在内外部参数扰动情况下,分析了滤波系统的稳定性能;最后,仿真结果验证了理论分析,说明该系统能在变压器二次绕组之间进行谐波抑制,有利于改善变压器的电磁环境。

大功率电解整流系统背景谐波建模及谐波责任评估

大功率电解整流系统向电网排放大量谐波,严重影响并网点电能质量,建立精准的电网背景谐波电压模型并对谐波责任进行评估有利于衡量电力用户谐波排放对公用电网造成的影响程度.本文基于某电解锰厂实测数据,首先介绍了被测工厂供电背景和电网公共连接点谐波电压分布规律;进一步地,分别采用正态分布、对数正态分布和Weibull分布函数对特征停产日的分时段谐波电压概率分布进行拟合,利用Kolmogrov-Smirnov检验方法获取的拟合优度辨识出最优拟合函数,建立停工日背景谐波电压仿真模型;最后,根据该谐波电压概率分布模型对生产日的电解车间在公用电网母线上的谐波责任进行评估,分析结果表明:所测试的电解厂对公用电网的谐波责任以负向贡献为主.