适应高电流倍率工况的锂离子电池等效电路模型

等效电路模型(equivalent circuit model,ECM)是电池模型的主要类型之一,对电池特性分析和状态估计非常重要。然而,当前广泛使用的基于阻容(RC)结构的电池ECM无法应对复杂多变场景。例如,传统ECM无法反映电池极化电压在高电流倍率下的特殊现象,即传统ECM不能准确表征电池在高电流倍率下的阻抗特性。针对这一问题,本团队在不同SOC下进行了电池峰值电流实验,通过实验数据分析了电池在峰值电流下的极化电压和阻抗特性。然后,引入负电阻电容环节拟合实验结果,对传统ECM进行改进以充分体现高电流倍率下的电池极化现象。通过比较传统RC环节与负电阻电容环节特性,提出了基于阻抗特性曲线拐点的参数分离方法,其计算量小,模型求解便捷。最后,对分离参数后的模型进行验证,结果表明所提ECM及参数获取方法能够较好地模拟高电流倍率下电池的极化电压变化,进而更加准确地表征电池电压特性,模型输出与实验结果误差小于0.05 V。所提ECM相比于传统的RC模型精确度得到了极大提升,且不依赖于复杂的电化学模型,维持了模型的简单结构。

基于弛豫过程特征提取的锂离子电池健康状态估计

锂离子电池是当前固定式电化学储能的重要方式,电池健康状态(state of health,SOH)估计对于锂电池安全稳定运行具有重要意义。目前,健康特征的提取集中在电池的充电阶段,对静置阶段,即弛豫阶段提取健康特征的方法较少。本文基于电池充放电后弛豫阶段曲线,提出了一种从弛豫阶段提取健康特征并结合高斯过程回归进行SOH估计的方法。首先,根据三元离子电池的加速循环老化测试数据,分析了弛豫阶段时间常数的变化规律,采用了幂函数进行建模,较好地反映了电池端电压在弛豫阶段的变化。其次,提取了能够表征弛豫阶段的关键特征,结合高斯过程回归建立了电池SOH估计模型。最后,在不同老化电流倍率的电池上进行了精度验证,比较了采集15分钟和采集60分钟弛豫曲线时的误差结果,也比较了高斯过程回归方法相较于支持向量机与树回归方法的精度,并在多个荷电状态下(state of charge,SOC)验证了SOH估计精度。研究结果表明,所提出的SOH估计模型,在验证上其均方根误差最优可达到0.6%,在采用15分钟数据进行SOH估计时,均方根误差仍能小于1%,有着良好的估计效果。

PMSG风机直流电容虚拟惯性控制及惯性影响分析

为解决风电在电力系统中渗透率不断增加而导致的电网惯量不断降低的问题,提出了永磁直驱风机参与电网频率调节的直流电容虚拟惯性控制。该虚拟电容控制能够耦合直流电压和交流频率,利用储存在直流电容中的静电能提供惯性支撑,并能有效地抑制频率变化的斜率和减小最大频率偏差,提高频率的动态特性。此外,详细研究了影响虚拟惯性时间常数的关键参数以及虚拟惯性时间常数与直流电容的确切关系,并给出了相关参数的选取方法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真算例,仿真结果表明直流电容虚拟惯性控制能够准确模拟同步发电机的惯性响应,其控制性能优于传统转子虚拟惯性控制。

±800 kV雅砻江换流站BP13高压电容器不平衡电流及过电压分析

滤波器的高压电容器是特高压直流输电系统中故障率相对较高的设备,通常配置不平衡保护来反映其内部的故障情况。为进一步明确高压电容器内部故障工况与不平衡电流、过电压等外部故障表现的量化关系,为实际工程不平衡保护的配置与优化提供理论支撑,文中以±800 kV雅砻江换流站BP13高压电容器为研究对象,考虑高压电容器内部部分电容单元断开、电容单元内部部分电容元件断开两类典型故障,分析推导了不平衡电流与故障单元/元件个数的对应关系,并给出了电容单元故障后高压电容器不同位置的过电压表达式。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了理论推导的正确性,明确了可以导致现有三段不平衡保护动作的具体故障工况。

抽水蓄能机组状态在线监测中的振动信号积分方法

抽水蓄能机组振动状态监测中常将速度信号积分成位移信号再计算特征值进行评价。以稳定工况下上机架水平振动速度信号为例,研究了速度信号积分为位移信号的积分方法与滤波器参数设置,并采用暂态工况进行验证。结果表明,速度信号积分成位移信号时,应采用高通滤波器对积分前速度信号或积分后位移信号进行高通滤波,高通滤波器的截止频率可设置为0.2倍转频;暂态工况下,采用未滤波的位移信号计算特征值对机组安全性评估时,存在高估机组振动的风险。

风电场柔性直流并网与传统直流外送的源网协调控制策略

针对西部高原地区风电场采用柔性直流并网与传统直流外送导致送端电网频率变化敏感的问题,提出传统直流、柔性直流、风电场参与送端电网频率调节的源网协调控制策略。首先,在传统直流和风机中引入一次调频特性和惯性控制环节的变功率附加控制,在柔性直流电网侧换流站引入变电压附加控制,风电场侧换流站引入变频和直流电压偏差附加控制;其次,协调了发电机、传统直流、柔性直流、风电场参与送端电网频率调节的时序;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型。仿真结果表明:该源网协调控制策略能增加送端电网的惯量,提高系统频率稳定性;能有效减小送端电网故障期间柔性直流的直流电压波动幅度。

基于广域测量系统的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法

为了改善多馈入直流输电(MIDC)系统的故障后的恢复性能,在研究低压限流单元(VDCOL)对直流系统电压稳定性影响的基础之上,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法。首先利用灵敏度分析法,研究了直流功率对交直流系统电压稳定性的影响;然后设计了一种基于广域测量系统的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法,该方法根据相量测量单元的测量结果,评估故障对各直流输电子系统的影响,并调整和控制故障点附近各直流子系统VDCOL的输出,从而改善多馈入直流输电系统的动态性能;最后对该协调控制方法进行了仿真验证。从仿真结果可以看出,所提出的基于广域测量系统的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法能够有效避免系统发生连续的换相失败故障,提高系统的电压稳定性,从而改善系统的恢复性能。

换相失败下柔性直流与传统直流互联输电系统的暂态无功协调控制策略

为了抑制柔性直流与传统直流互联输电系统中传统直流换相失败导致的送端电网暂态低电压和过电压,充分发挥柔性直流为传统直流提供无功支撑的能力,提出一种基于触发角的暂态无功协调控制策略。传统直流换相失败时触发角与送端暂态电压关系密切,基于此,将暂态过程中根据触发角得出的无功补偿值附加到柔性直流逆变器外环无功环节中,调整柔性直流逆变器发出的无功功率,改善送端电网电压的暂态特性。对比分析所提控制策略与柔性直流定交流电压控制的控制性能。在PSCAD/EMTDC中搭建互联输电系统的仿真模型,结果验证了所提控制策略的适应性,且该控制策略的控制效果优于柔性直流定交流电压控制。

多桥换流器高压直流输电送端谐波不稳定分析与抑制

针对多桥换流器高压直流输电系统送端换流站不同工况直流偏磁下谐波不稳定问题,基于单桥6脉波换流器的开关函数和调制理论,考虑换流变压器的叠加特性,得到不同工况下多桥换流器数学模型。在此数学模型基础上,分析了谐波在交直流侧的相互调制,推导出了不同工况下多桥换流器的谐波放大倍数及谐波不稳定的定量判据,并且综合分析影响判据的多种因素,提出了通过合理设计交直流系统阻抗以及合理安排系统的运行工况从而提高系统谐波稳定性的有效措施。最后,在PSCAD中构建了多桥换流器高压直流输电系统电磁暂态仿真模型进行验证,仿真结果验证了所述措施的正确性与有效性。

基于减载系数变化的风电机组一次调频控制

风电机组参与电网一次调频对提高高比例风电并网系统的频率调节能力具有重要意义。分析风电机组传统一次调频控制下超速减载控制的功率跟踪曲线与下垂控制间的交互影响机制,结果表明该交互影响不能充分释放风电机组减载控制储备的备用功率,削弱了风电机组的调频能力;为了消除该交互影响,提出基于减载系数变化的风电机组一次调频控制策略,并给出一次调频参数设置方法。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真算例,结果表明,所提控制策略能够很好地消除该交互影响,其频率改善效果优于传统一次调频控制。

I^2控制Buck变换器的一阶动力学分析

通过降阶处理,建立了I^2控制Buck变换器的一阶离散映射迭代模型,研究了该模型的非线性动力学行为。通过分析检测电阻Rs和误差放大器比例系数k1为变量参数的分岔图,研究了系统从稳定周期1进入倍周分岔,从连续导电模式(CCM)鲁棒混沌进入断续导电模式(DCM)阵发混沌的动力学形为。通过Rs-Vo和k1-Vo参数空间分析和离散迭代映射空间分析,得到了稳定性和工作模式的变化情况,验证了理论分析的正确性。

一种适用于水电外送的混合直流输电系统交流故障穿越策略

结合传统直流输电技术(LCC-HVDC)和柔性直流输电技术(MMC-HVDC)特点的混合直流输电系统交流故障会引起直流传输功率不匹配,对系统安全稳定运行产生严重影响.因此有针对性的设计送受端交流不对称故障穿越策略具有重要意义。在分析了混合直流输电系统整流侧和逆变侧故障特性的基础上,提出了基于触发角修正的附加直流电压控制策略实现整流侧交流故障穿越,给出了改进定电流控制策略平衡输送有功功率,实现逆变侧交流故障穿越,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的有效性。

大规模风电与直流综合作用对送端系统暂态稳定影响机理

风火打捆交直流外送系统提高了我国新能源的利用率,风电与直流系统共同影响着系统的暂态稳定。针对含大规模风电接入经交直流非并联送出的三区域系统,分析了双馈风机与直流系统的运行特性及对送端系统的影响,将两者的综合作用等效为系统的等值机械功率增量,推导了相应的转子运动方程,得到三区域系统暂态功角稳定分析模型。根据该模型基于扩展等面积定则揭示了大规模风电与直流系统综合作用对送端系统暂态稳定的影响机理,研究了不同故障类型下系统的暂态稳定性。最后通过仿真验证了所提理论的正确性,为大规模新能源跨区域传输的开发利用及其稳定控制提供了理论基础。

基于静态H_∞回路成形法的多通道低阶鲁棒阻尼控制器设计

针对鲁棒控制方法设计高压直流附加阻尼控制器时普遍存在的控制器阶数过高的问题,提出一种静态H_∞回路成形设计方法同时抑制次同步和低频振荡,所设计的控制器具有和权函数相同的阶数。采用总体最小二乘旋转不变技术分析了交直流互联系统中次同步和低频振荡共存的现象,并辨识出相关振荡频率和系统降阶模型。利用巴特沃兹滤波器将不同的振荡模态分解到不同的通道,根据静态H_∞回路成形法对每个振荡模态设计附加阻尼控制器,降低了控制器间相互影响。在PSCAD/EMTDC中对向上直流孤岛运行下的模型进行仿真验证。仿真结果表明,基于静态H_∞回路成形法设计的控制器对系统振荡具有较好的控制效果和较强的鲁棒性。同时所设计的控制器阶数较低,采用输出反馈,便于工程实践。

基于直流电流控制的特高压直流分层接入系统协调控制策略

为解决特高压直流分层接入系统中传统换相失败预防方法的失效问题,提出一种基于直流电流控制的协调控制策略。该策略在深入分析换相失败发生的主次要因素的基础上,通过检测交流系统故障,根据故障层换相失败预防控制的输出,提前触发非故障层换相失败预防控制。同时根据交流母线电压的跌落程度自适应地降低故障初期的直流电流,增大非故障层的换相失败免疫能力,改善故障层的后续换相失败。在PSCAD/EMTDC中搭建特高压直流分层接入系统。仿真结果表明,该策略能够有效抑制非故障层的换相失败和缓解故障层的后续换相失败,大幅度提升故障时期直流功率的传输,有利于电力系统安全稳定运行。

风电场交直流并网系统的储能和柔性直流联合调频控制策略

考虑在风电场交直流混合并网系统中风电场的功率差额可以沿交流线路传递给主网,风电场和主网都存在频率稳定问题,提出储能与柔性直流附加控制参与系统频率调节,优化风电场和主网频率特性。在风电场侧柔性直流换流站中加入基于风电场频率变化的柔性直流频率附加控制,以改善风电场频率特性;将储能系统通过换流器并联在风电场和主网间直流线路上,弥补风电场侧直流附加控制对主网的频率恶化作用,并改善主网频率特性;建立了储能与柔性直流附加控制共同作用下的风电场交直流混合并网系统频率模型。算例分析表明,通过储能与柔性直流附加控制的配合,能有效减少风电场功率平衡被破坏时风电场和主网的频率波动幅度。

基于混合H_2/H_∞控制理论的交直流并联系统机网阻尼协调控制

针对交直流并联运行系统阻尼不足、存在区域间低频振荡的问题,文中提出一种基于混合H_2/H_∞控制理论的交直流并联系统的机网阻尼协调控制策略。首先采用最小二乘-旋转不变算法辨识出系统振荡模式和开环降阶模型,结合混合H_2/H_∞控制理论,在高压直流输电和发电机中设计了附加鲁棒阻尼控制器,该控制器采用线性矩阵不等式的求解方法和输出反馈构造,求解容易,控制器构造简单,具有较强的鲁棒性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建四机两区域测试系统,并与传统附加阻尼控制器对比,仿真结果验证了机网阻尼协调控制的有效性、鲁棒性。

宁夏电网多直流送端暂态过电压机电-电磁混合仿真研究

随着宁夏三回送端直流群形成,电网交直流耦合特性进一步加强,直流故障后引起暂态电压升高,容易引起近区风电机组大规模脱网。通过利用机电-电磁混合仿真方法对宁夏电网三回直流闭锁故障后的暂态过电压进行仿真分析,并与暂态过电压定量评估方法进行对比。仿真与评估结果均表明,三回直流分别闭锁故障后,暂态电压均会显著抬升,抬升程度与闭锁容量、系统强度相关。

直流闭锁后切机与直流紧急功率支援的对比分析

针对直流闭锁将给送端系统造成很大冲击,很可能导致送端互联系统失稳的问题,通过分析直流闭锁后送端互联系统失稳机理,并在此基础上对比分析切机与直流紧急功率支援改善送端互联系统暂态稳定性的实质与区别,又从抑制联络线功率波动峰值的角度对比分析了二者的区别,并搭建测试算例进行了验证。分析结果表明;切机和直流紧急功率支援都能改善送端互联系统的暂态稳定,但直流紧急功率支援要优于切机。

企业人力资源管理成本控制优化研究

每一个企业在经营的过程中都需要考虑到“人”这一要素,所以很多企业在近几年的发展过程中在人力资源方面投入了很多精力和时间,期望能够借助更好的管理方式来充分的发挥出人力资源的最大效能。所以,本文将会结合这种现状研究企业人力资源管理的情况并提出一些科学的对策,以此保证人力资源的影响和作用发挥出更好的效果,从而推动企业的不断发展。