基于等效短线路解耦法的风电场模型分割仿真研究

为了加快大型风电场的仿真速率,提出了一种基于等效短线路解耦的模型分割方案。首先对于机组类型单一的大型风电场,采用输出倍乘与集电线路等值的方法进行简化建模。在此基础上,针对风电场内线路较短,难以采用长输电线路自然解耦来并行运算的缺点,提出对等值后的机组连接线与连接升压站的长汇集线之间进行参数补偿,从而满足输电线路在一个步长上的解耦判据。在Matlab/Simulink搭建仿真模型,对模型分割前后进行了对比。仿真结果验证了所提方案的可行性。在此基础上采用状态空间节点(state space node,SSN)法对风电机组内部划分群组,最终在RT-LAB平台上实现了大型海上风电场的实时化仿真。

工业园区微网调度研究与仿真

为提高新能源消纳能力和供电经济性、可靠性,研究了含风光柴储、生活负荷、具有有限可控能力工业负荷的工业园区微电网,提出了一种基于日前和日内相结合的优化调度方案。为保证日前优化调度的经济性,提出了一种分段变异优化的改进粒子群算法求解调度模型。改进算法相较于传统粒子群算法收敛性速度更快,同时提高了经济性,减少了园区的运行成本。日内运行时,为了校正日前预测偏差,采用源网荷储共同参与调整,保证尽可能跟随日前经济结果,提高微网系统的可靠性。日内调整建立详细化的仿真模型,采用实时仿真技术。利用实时仿真软件RT-LAB和实时仿真机OP4510构建的实时仿真平台,解决模型仿真用时较长、求解困难的问题,验证了工业园区微网调度策略的可行性。

基于滤波的分段线性Hammerstein系统的递推辨识方法

Hammerstein模型具有结构简单、能很好地反映典型非线性特性等优点,一直是控制领域的重要研究内容之一.本文主要研究输出误差自回归Hammerstein系统的辨识问题,系统的输入非线性部分采用分段线性函数拟合,并引入切换函数和位置函数将其表示为线性参数表达式.为克服有色噪声的干扰,本文通过关键项分离和数据滤波技术,建立系统的滤波辨识模型.在此基础上,文中提出了基于滤波的遗忘梯度算法,基于滤波的递推广义最小二乘算法和基于滤波的多新息遗忘梯度算法估计未知参数.本文通过仿真实例验证了所提算法的有效性,证明了多新息理论的应用可以有效地提高递推算法的辨识性能.

基于戴维宁定理的MMC子模块等效数学模型的研究

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的每个子模块都包含两个电力电子开关元件IGBT。随着系统模块数的增加,仿真的速度大大降低,如何在有限的资源中实现MMC的实时仿真成为了仿真系统的瓶颈。根据IGBT在MMC中的工作原理,把IGBT等效为两个不同状态的等效电阻,然后根据戴维宁等效定理建立MMC子模块的等效数学模型。最后在Matlab/Simulink环境下进行该数学模型的仿真,并与采用器件模型的仿真结果进行了对比。仿真结果表明该数学模型在一定的误差范围内可以取代MMC子模块的物理模型,具有一定的实用性。

多端柔性直流输电系统中的低电压穿越问题

为了解决风机的低电压穿越问题,使其很好地渡过电压故障和电压恢复时刻,采用基于直流电压-有功功率控制策略的多端系统,接入风力发电系统,在该控制策略的协调控制下,系统有功功率能够自动匹配,即使交流电网发生电压跌落时,风力发电机所发的功率仍然能够输送出去。在Mtalab下搭建接入风电的四端系统,在整流站、逆变站和主导站所连电网分别发生电压跌落时,风力发电机能够继续平稳工作。仿真结果表明,多端系统是解决风力发电机低压穿越的问题最有效途径之一。

模块化多电平换流器子模块等效数学模型的建立及仿真

模块化多电平换流器(MMC)中包含的半导体开关器件数量是2电平、3电平电压源换流器(VSC)的2次幂倍,随着系统电平数的增加,大量功率器件的引入给模型的电磁暂态仿真带来了困难。本研究把IGBT等效为2个不同状态的等效电阻,将MMC子模块的模型简化,根据戴维宁定理建立了MMC子模块的数学模型和MMC桥臂数学模型。最后,在MATLAB/Simulink下搭建基于MMC子模块数学模型的21电平仿真电路和基于MMC桥臂数学模型的61电平VSC-HVDC输电系统仿真电路,并与采用器件模型的仿真结果进行对比。仿真验证了该数学模型的准确性和可靠性。

适用于多端柔性直流输电系统的快速电压裕度控制策略

为解决传统电压裕度控制器中定有功功率控制模式与定直流电压控制模式切换过慢导致的直流电压控制缓慢问题,提出了一种快速电压裕度控制策略。通过设置与直流电压偏差相关的权衡系数来调节裕度控制器的控制模式,其控制模式的切换环节在PI控制器之前,因此在系统直流电压偏差较大时,这种方法加快了控制器的响应速度和调节速度,更加适合于对直流电压要求较高的多端柔性直流输电系统。最后在MATLAB/SIMULINK下搭建了基于模块化多电平换流器的3端柔性直流输电系统进行仿真验证,结果表明:相比于传统的电压裕度控制,该控制策略能够更快速有效地稳定系统的直流电压。

基于PSpice的MMC子模块模型的Matlab仿真研究

PSpice软件具有电力电子建模的优势,作为功率开关器件的IGBT可以通过PSpice软件由两个电容、一个电压控制开关、一个二极管来建立模型,在PSpice软件下建立由此IGBT组成的模块化多电平换流器(MMC)子模块电路模型,可以提高模型的准确性,但是PSpice也有其非交互式仿真及不能对积分方法进行控制等缺点,结合第三方软件SLPS,将PSpice与Matlab/Simulink联合仿真,可以方便、快速、准确地对电力系统进行建模仿真。

基于MMC的STATCOM直流侧电压均衡控制的研究

由于MMC特殊的拓扑结构,基于MMC的STATCOM有很多的优点,但这种拓扑也使得电容电压平衡控制成为难点。针对MMC STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,通过分析MMC STATCOM的数学模型,基于解耦变换将有功和无功解耦分离,提出通过系统直流电压控制和基于排序的均压控制来平衡其直流侧电容电压的策略。系统直流电压控制用来确定电容电压稳定基准值和有功功率的交换,基于排序的均压策略用来平衡每个桥臂上所有子模块的电容电压。通过Matlab/Simulink仿真表明,该方法可以有效地稳定STATCOM直流侧电压。

基于微网技术的家庭能源管理系统研究

家庭能源管理系统是未来智能电网在配电侧发展的重要研究方向。以包含光伏发电、蓄电池储能和家庭负荷的家庭直流微电网系统为研究对象,研究了各个单元的基本控制策略,并提出了基于微网技术的家庭微网能量调度策略。系统的工作模式包括并网工作模式和离网工作模式,通过能量调度策略来维持系统功率平衡和直流电压稳定。在Matlab/Simulink下搭建了家庭直流微网系统并对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,系统在并网运行模式和离网运行模式下均能保持直流侧电压稳定,验证了家庭能源管理系统的正确性和有效性。

新工科背景下机器人工程专业人才培养模式研究与探讨

探讨了新工科背景下机器人工程专业人才培养模式,构建具有新工科特点的机器人工程专业多学科交叉融合、多方协同育人的人才培养体系。建立多学科融合的理论课程体系及以项目为驱动的多层次实践课程体系,并将学科竞赛融入科技创新实践环节,全面提升人才培养质量。

适用于多端柔性直流输电系统的通用控制策略

随着柔性直流输电技术的不断发展与成熟,多个换流站并联组成的多端柔性直流输电系统成为必然趋势,而换流站数量的不断增多,对多端控制策略提出了更大的挑战。在此背景下,文中提出了一种适应于多端柔性直流输电系统的通用控制策略,其通过权衡系数实现了定直流电压控制与定有功功率控制的灵活切换,通过合理选择权衡系数的计算函数可模拟传统的多端控制策略,并能设计出新型的多端控制策略。最后,在MATLAB/Simulink下搭建了五端柔性直流输电系统进行多个仿真,验证了通用控制策略的正确性与可行性。

适用于多端柔性直流输电系统的优化下垂控制策略

电压下垂控制策略适用于换流站数目较多以及功率波动频繁的多端柔性直流输电系统,针对下垂系数计算繁琐、个别换流站功率越限及下垂系数对控制性能影响等问题,提出了优化下垂控制策略。该策略以优化下垂系数为基础,结合电压裕度控制,给出有功功率—电压特性曲线,实现了功率的合理分配。在MATLAB/Simulink下搭建的四端柔性直流输电系统仿真表明,该控制策略可以避免下垂系数设置不当造成的控制问题,能够合理分配各换流站有功功率,快速稳定直流母线电压。

适用于多端柔性直流输电系统的灵活下垂控制策略

电压下垂控制策略较适用于换流站数目较多和功率波动频繁的多端柔性直流输电系统。针对电压下垂控制策略中下垂系数过大或过小导致系统控制不稳定,以及在复杂多端柔性直流输电系统中下垂系数计算繁琐等问题,提出了灵活下垂控制策略。该策略通过监测直流电压差值实时改变下垂系数,避免了因下垂系数设置不当而引起的系统控制问题。且下垂控制策略不再受固定下垂系数的影响,下垂系数的计算也不受各种约束条件的限制,综合解决方案使下垂控制策略能更好地应用于多端柔性直流输电系统。最后在MATLAB/SIMULINK下搭建了5端柔性直流输电系统进行仿真,验证了所提策略的正确性与可行性。

灵活裕度控制策略的功率–电压特性曲线分析

随着多端柔性直流输电系统中换流站数量的不断增多,为了分配多个换流站的直流电压控制权,提出了一种新型的灵活裕度控制策略。其通过采集直流电压差值实时计算权衡系数,确定直流电压控制与有功功率控制所占比例;该控制策略能够实现有功功率裕度控制模式和直流电压裕度控制模式,分析了2种模式下的功率电压特性曲线;最后在MATLAB/SIMULINK中搭建了4端柔性直流输电系统进行仿真。结果表明,该控制策略的2种控制模式实现了直流电压控制权的多级交接,能够较快地控制直流母线电压,适用于较复杂的多端柔性直流输电系统。