采用改进MPC提高储能系统电压暂态特性研究

储能系统通过换流器实现并网运行,常规换流器因为其开关频率低,在采样、计算环节存在延时导致储能系统暂态特性差,甚至引起整个电网不稳定。本文采用模型预测控制MPC(model predictive control)来实现储能系统功率快速响应,避免延时影响。引入功率权重价值函数在有功、无功MPC控制中,计算储能换流器输出电压最优值。针对因为滤波电感参数偏移导致的MPC模型不准确问题,本文采用电感误差补偿控制来提高模型精度。通过Matlab/Simulink仿真和实验来验证本文所提方案可提高储能系统暂态特性,有效消除误差对MPC控制性能的影响。

基于SF_(6)分解产物分类规划的GIS放电故障分析

为提高气体绝缘开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)的安全评价能力,在基于机器学习算法的GIS诊断模型的鲁棒特性基础上,研究由阿伦尼乌斯化学反应模型处理的不同故障类型的经验概率函数,利用6种机器学习算法建立放电故障和绝缘缺陷模型,通过学习组成系统中不同气体(SO_(2)、SOF_(2)、SO_(2)F_(2)、CF_(4)、CO_(2)等)体积分数的数据集及其比值来训练识别算法。结果表明,经验概率模型可以有效识别GIS多种绝缘缺陷及其共存状态,SO_(2)F_(2)和SO_(2)体积分数比为4.2是高能放电状态的临界点,对故障预警具有重要意义;在基于高斯分布的GIS绝缘缺陷测试结果图中,y≈0.15的区域是多种放电故障共存的区域,需重点关注。

提高储能换流器电压及功角暂态特性研究

为提高储能换流器电压及功角暂态特性,对有功电流-频率、无功电流-电压下垂控制进行改进,提出一种根据输出电压有效值变化率表征下垂系数,根据电压调节量自适应调节下垂系数的无功电流下垂控制策略。引入滞环控制在储能换流器电流自适应有功电流-频率下垂控制中,通过滞环控制器将功角维持在一定范围内,确保当电网电压跌落故障时,储能系统功角稳定。Matlab/Simulink仿真和RTDS实验结果表明:所提新型控制方案可以提高储能对系统惯性无功支撑能力,提高储能控制系统对电压暂态波动的抑制能力,有效提升了储能换流器输出电压及功角暂态性能。

提高光伏低电压穿越能力的新型控制策略

为解决采用虚拟同步发电机的光伏并网系统不具备低电压穿越能力问题,当网侧发生电压跌落时,采用模型预测控制实现电流快速跟踪和大幅度调节,设置自适应目标函数来提高无功分配精度。故障消除时,采用电路模拟器和输出变量一致算法实现控制系统平滑切换。系统仿真和试验结果表明:该新型控制策略可使采用虚拟同步发电机的光伏电站具备低压穿越能力,无功调节更合理,系统控制切换稳定且无暂态电流冲击。研究结论可以为高光伏系统低压穿越工程应用提供理论依据。

光纤温度传感器的工作原理和应用实证分析

光纤传感器具有抗干扰能力强、电绝缘性好、无火花以及高灵敏度等优点,因而被广泛应用于电力行业在线温度监控。本文在介绍光纤传感器在温度监控领域的应用及相关技术原理的基础上,通过分析光纤温度传感器中心波长预设和纤芯计算、传感器材料透过率和温度的耦合关系、光纤光栅的高灵敏度,以及封装结构中的应力和应变隔离设计,证实了光纤温度传感器可以实现高精度的温度变化测量和监测,按照一定排列顺序构成的光纤传感器阵列可以实现区域内的数据采集和提取,具有广阔的应用空间。

风光储微电网-火电机组黑启动全过程储能控制策略研究

在风光新能源微电网中,配置储能可以作为稳定电源点实现风光储微电网-火电机组黑启动。为实现黑启动过程中稳定供电,研究了黑启动全过程储能控制策略,提出了一种变斜率储能换流装置电压控制方案,并在传统无功-电压下垂控制中引入变斜率传递函数模块;再提出一种黑启动并列运行时含有非线性补偿模块的下垂控制方案,并通过小信号模型进行稳定性分析。仿真结果表明:电压控制方案可以抑制黑启动建压过程中的冲击电流,保持储能空充线路时电压稳定;新型下垂控制方案可以抑制风光储微电网-火电机组并列运行时,频率、电压暂态波动。控制策略可以满足风光火储黑启动全过程要求。

大型机电复杂空间产业园项目中的共享坐标与管线深化BIM应用

随着建筑产业化升级、智能化建造、智慧化运维,BIM技术在建设项目中的应用不断深入。本文以大型产业园项目为研究对象,通过应用BIM软件中共享坐标的方式实现了对群体项目模型定位、整合的难点。并在机电管线深化方面针对地下室标高变化复杂的特征,利用可视化编程软件Dynamo插件,一键操作实现了对不同梁高进行颜色填充;并对梁下净空进行智能分析,从而为机电管线综合排布提供基础,研究成果可为类似项目提供借鉴与参考。

电力用户异常用电的深度神经网络检测方法

以电力用户异常用电为代表的电力系统非技术性损耗通常会造成供电公司运营成本的显著性上升。首先,提出一种电力用户异常用电的深度神经网络检测方法,根据电力用户用电负荷特性采用深度置信网络(DBN)对原始的电力负荷数据进行特征提取并获取符合特征,其次,基于极限学习机(ELM)完成特征分类,从而建立电力用户异常用电检测基础模型。最后,提出一种采用改进果蝇优化算法(IFOA)对DBN的网络权重与层间偏置参数进行寻优,由此获得基于IFOA-DBN-ELM的电力用户异常用电检测模型。实验结果表明:所提方法的准确率、精确度和检出率显著高于其他方法,误检率低于其他方法,能够较为准确地检测出具有异常用电行为的电力用户,有助于降低供电公司的运营成本。

宽范围输入电流馈电DC/DC变换器研究

随着直流配电网的进一步升级,储能电池、燃料电池、光伏发电等设备对较宽输入电压和负载范围的需求日益明显,现有研究已经克服了传统电流馈电隔离变换器的主要缺点并同时适用于宽输入电压范围和宽负载范围应用,但在实际的电力电子设计和实现中,这些研究并未充分利用器件特性,造成变压器、电容器等关键器件利用率较低。基于此提出一种电流馈电双电感谐振型全桥DC/DC隔离变换器。变换器可工作在D<0.5的情况下,使其适用于宽输入电压范围的应用。考虑到电力设备利用率、变压器利用率、感应能需求和直流电容器利用率等主要重要因素,进行参数优化设计。基于3.6 kW实验平台验证该拓扑的可行性,并证明电流馈电双电感谐振全桥DC/DC隔离变换器能够用于宽输入电压范围的场景。

火电机组与储能系统联合自动发电控制调频技术及应用

当前火电机组与储能系统联合自动发电控制(AGC)调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文介绍了该技术的基本原理、典型方案、控制过程以及实际工程效果,探讨了储能系统接入对火电机组电气系统的影响和储能电池的选型问题,并分析了该技术工程应用的投资及收益。分析结果表明:火电机组与储能系统联合AGC调频技术效果显著,经济收益较好;储能系统的接入对火电机组的控制系统和电气系统基本无影响;磷酸铁锂电池作为储能系统电池较有优势。本文为火电机组与储能系统联合AGC调频技术的实际工程应用提供了参考。

基于自适应暂态下垂控制的光伏频率快速响应方案

为了提高光伏发电系统快速频率响应效果,解决传统下垂控制中的功率分配误差和功率震荡问题,本文提出一种自适应暂态下垂控制方案。该方案根据输出功率自动调节有功功率下垂系数,并引入暂态因子,降低功率产生的波动。在自适应暂态下垂控制中,暂态分量的引入减小了动态响应时间,降低了输出功率的震荡幅值,改善了下垂控制的动态性能。通过MATLAB/Simulink仿真表明:本文方案可以有效减少输出功率的调节量,避免光伏逆变器的大范围调节,实现功率的最优分配。

基于新型自适应滑模观测器的BLDC控制

为了改进无刷直流电机(BLDC)无位置传感器控制系统的性能,提出了一种新型自适应滑模观测器对转子位置与转速进行估计,该观测器构建了一种新型切换函数代替传统符号函数,使得控制系统不必外加低通滤波器和相位补偿模块就可以获得平滑的线反电动势观测值,进而得到转子位置。应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计模型参考自适应算法对转速进行估计,该自适应算法不受切换纹波的影响。仿真和实验表明,所提方法能够准确估计无刷直流电机线反电动势及转速,有效地抑制了转矩纹波,提高了整个系统的稳定性、快速性及鲁棒性。

储能联合发电机组调频经济效益分析

近年来,国内电网电源结构发生了巨大变化,风电及光伏发电等大功率新能源并入电网。在利用可再生能源的同时,由于其电网不友好特性,对火力发电机组灵活性要求逐步提高。从储能电池系统联合火电机组对电网提供自动发电控制AGC(automatic generation control)调频角度出发,首先论述了国家针对调频服务的相关补偿政策;然后对调频补偿进行数学建模与分析;接着对储能经济进行数学分析;最后通过Matlab对广东某厂储能参与调频运行结果进行仿真,对储能投资进行评估。结果验证了储能联合发电机组调频具有良好经济效益。

基于偏差解耦扰动观测器的多重PR控制策略

带有L型滤波电路的三相并网逆变器在dq轴旋转坐标系下的数学模型存在电流耦合项,使其在滤波电感、负载参数突变时动态控制性能下降。针对以上问题,本文提出一种结合偏差解耦扰动观测器的多重比例谐振控制方案,该方案由偏差解耦扰动观测器和网侧电感电流反馈环两部分组成。其中电流反馈环采用多重比例谐振控制取代传统比例积分控制,同时结合偏差解耦扰动观测器对电感参数的变化和dq轴电流耦合所引起的电压误差进行观测,并将观测值作为补偿信号反馈到输入端。通过仿真和实验可以看出,该方案具有良好的动态性能和较强的鲁棒性,可以有效降低并网电流的谐波畸变率。

基于谐波注入法的L型光伏并网逆变器谐波抑制方案

在光伏发电并网过程中,由于逆变器的开关特性,输出电流一般都含有低次谐波,其中以5次、7次等低次谐波最为严重。为了抑制并网电流中的低次谐波,降低线路、负载中的电能损耗,本文以L型逆变器为研究对象,提出一种基于SPWM谐波注入的谐波调制方案,在SPWM正弦信号中注入5次、7次谐波补偿电压,进而达到降低输出电流特定次谐波含量及提高并网电能质量的目的。通过MATLAB/Simulink仿真和试验验证了该方案能够有效降低并网电流中特定次谐波含量和谐波畸变率,提高光伏发电并网电能质量。

基于PI+自适应内模重复控制的并网逆变器系统研究

重复控制依靠其良好的稳态跟踪性能和谐波抑制能力,在新能源并网逆变器控制中得到广泛应用。然而在实际系统中,电网频率波动时有发生,导致传统重复控制的控制性能下降。针对以上问题,提出一种PI+自适应内模重复控制方案。该方案首先对传统重复控制内模参数进行改进,实现重复控制的谐振频率与电网实际频率保持一致的目的;此外,考虑到单一重复控制动态特性较差的问题,将PI控制结合到自适应内模重复控制中,并针对2个控制器之间的耦合展开详细分析;最后,通过Matlab/Simulink和实验,验证了本文所提出的改进型控制系统既保证了系统的抗电网频率干扰能力,又提高了动态响应速度。

基于相角判别法的主变零差保护回路自校验装置研究

为了解决电力系统中主变零序差动保护在主变投运和运行中的回路校验问题,本文提出一种基于相角判别法的主变零序差动保护回路极性判别方法,该方法可判断零序差动保护回路极性是否正确。在此方法基础上,本文开发出一种主变零序差动保护回路自校验装置,该自校验装置可实现及时、准确、自动地校验零序差动保护回路,提高零序差动保护运行的可靠性,最后通过在动模机组模拟仿真和在现场实验验证了本文所提方法的可靠性和正确性。

高压厂用电互联技术方案分析

为提高厂用电的安全性、灵活性,并达到节能降耗的目的,针对由四台机组组成的6 kV高压厂用电系统,提出高压厂用电互联技术方案。从技术和经济效益两方面对所提出的高压厂用电互联技术方案进行分析,确认采用这一方案可以有效提高机组的安全性、灵活性和经济性。

新能源混合储能提高高电压穿越能力研究

风电、光伏等新能源通常难以满足电压骤升时故障穿越性能要求,即不具备高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)能力。本文采用由蓄电池与超级电容组成的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)来提高新能源HVRT能力。在蓄电池换流器控制系统中采用无功优先控制策略,输出无功功率平抑母线电压波动。在超级电容换流器控制系统中采用功率前馈控制策略,利用其快速充放电特性,实现新能源HVRT过程中快速吸收直流侧不平衡能量,并研究蓄电池与超级电容在HVRT过程中协调控制策略。针对传统新能源储能HVRT以牺牲有功为代价提高无功输出问题,本文提出一种根据HVRT电压升高幅度估算无功电流参考值方法,在保证有功输出不变前提下提高新能源HVRT能力。MATLAB/Simulink仿真结果表明,本文方案可以使含有HESS的新能源系统具备HVRT能力。

基于两步模型预测控制的ACIM电流控制方法

基于比例积分(PI)控制器的交流异步电机电流环控制系统虽然结构简单、易于实现,但传统PI控制器对电机参数的准确性依赖程度较高,导致交流异步电机控制性能欠佳。针对以上问题,提出一种基于两步模型预测控制(MPC)的交流异步电机电流环控制方案,该方案在继承传统MPC优点的基础上,解决了数字控制系统存在一个周期的延时问题。通过Matlab/Simulink仿真和实验,验证了基于两步MPC的交流异步电机电流环控制方案具有良好的控制性能和较强的参数鲁棒性。