考虑电动汽车集群时空能量可调控特性的交直流混合配电网紧急优化调度

针对交直流混合配电网存在强随机性分布式电源接入、电力电子变流器的过载能力受限的特点,提出了考虑电动汽车(EV)集群时空能量可调控特性的交直流混合配电网紧急优化调度方法。基于负荷在紧急状态下的响应特性差异建立紧急响应负荷模型,基于紧急优化调度的实际需要和EV集群中各单元的荷电状态、并离网状态差异性特点建立EV聚合商紧急调控模型;综合考虑调度单元的经济性与系统可靠性,建立紧急优化调度模型;基于改进的IEEE 33节点交直流混合配电网构建2种故障场景,基于最差净负荷功率曲线进行优化求解,并将EV集群与容量相当的传统储能的紧急优化调度结果进行对比,结果验证了所提方法的灵活性、有效性及经济优越性。

基于P-V下垂系数修正的并联逆变器输出功率成比例分配实现

为了确保并联逆变器在连接线路阻抗存在明显差异的情况下,仍然能按其额定输出容量成比例地输出功率,详细分析了功率分配不成比例的根本原因,给出逆变器输出阻抗和线路参数间的关系,进而提出主动注入功率差额实现功率比例分配的解决方法,给出易于工程实现的P-V下垂系数基准校正曲线。提出的方法可以根据实测的线路参数,也可仅在并联系统调试或运行过程中进行一次P-V下垂系数的修正实现功率的比例分配。多工况的仿真和实验结果验证了提出方法的有效性。

间谐波高精度检测新方法

提出基于改进的TLS-ESPRIT的间谐波检测新方法。TLS-ESPRIT是子空间估计方法中的一种,直接采用该法分析多重极点信号时会因受噪声的影响而得不到完全相等的多重极点。应用多重极点恢复的方法对其进行改进可得到精确的实际频率,应用多项式拟合的方法进行幅值估计的改进可得到高精度的幅值检测。分别针对间谐波数值仿真信号、调幅信号及电弧炉电流作间谐波分析,结果表明:该方法抗噪声能力强、检测精度高,尤其对时变性较强的调幅性间谐波信号具有强适应性。

基于AOK TFR理论的电力系统暂态信号分析新方法

提出一种基于自适应最优核时频分布(AOKTFR)理论的电力系统暂态信号特征分析新方法。该方法首先对信号求取模糊函数,并在模糊域采用自适应最优高斯核函数抑制交叉项,然后求模糊函数的二维傅里叶变换,从而得到仅有自项分量的时频分布,并在此基础上实现时频平面脊信息的提取。分别以绕线式异步电动机转子绕组单相开焊故障和变压器内部、外部故障的区分为例进行仿真。仿真结果表明:该方法适用于多分量、时变的非平稳信号的分析,具有很好的时频聚集性、强自适应性和抗噪声性能,且不受交叉项的影响;脊信息的提取进一步提高了时频分辨率。

应用子空间跟踪和递归最小二乘法的间谐波背景下电流基波分量的实时检测

提出一种高精度的间谐波、谐波背景下电流信号基波分量实时提取方法。该方法首先基于高分辨谐波跟踪算法高精度检测电压信号的基波频率,然后基于快速递归最小二乘估计算法求取含间谐波、谐波分量的电流信号的基波分量。高分辨谐波跟踪算法成熟应用于音频信号实时分析,其基于快速逼近幂迭代算法进行子空间跟踪、更新,该算法计算复杂度低,通过分析影响跟踪稳定性的因素,给出了保证计算稳定的实现方法,同时,给出计算阶数、遗忘因子和梯度步长等计算参数的选取原则。快速递归最小二乘估计算法简单、收敛快、计算量小。数值信号分析和IEEE提供的典型实测间谐波信号分析表明:依据给出的计算参数选取原则,应用高分辨谐波跟踪算法能稳定、高精度、快速检测电压信号的基波频率;应用快速递归最小二乘估计能高精度、快速提取电流信号的基波分量,算法稳定、有效。该方法可为实现间谐波、谐波治理提供参考。

弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制

分布式可再生能源接入配电网远端场景下,并网逆变器系统可能同时受到弱电网较大内阻抗及其背景谐波的影响,而仅优化并网逆变器的控制设计却不易有效解决这一问题。提出一种弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制方法。该方法将并网逆变器电网电压全前馈控制与并联接入的有源阻尼器相融合,利用前者抑制谐波电压畸变的影响,利用后者重塑并网系统的输出导纳,抑制并网系统与弱电网间的谐振。同时,给出有源阻尼器虚拟电阻阻值的设计方法以及提升并网系统的截止频率的方法。基于Matlab/Simulink的时域仿真结果表明,所设计的并网系统既能够有效抑制谐波电压畸变引发的并网电流畸变,也能够抑制因网侧导纳存在而引起的谐波谐振。

基于SSI和LS的间谐波检测新方法

提出基于随机子空间辨识和最小二乘法的电力系统间谐波高精度检测新方法。随机子空间辨识是一种线性系统时域模态参数识别方法,利用系统输出的数据构造Hankle矩阵,进而分离出系统状态方程的系统矩阵和输出矩阵,从而识别系统的模态参数:固有频率、阻尼比、振型。应用该法于间谐波检测实现频率、衰减因子、幅值的检测,计算中提出基于振型实现系统的自动定阶,在此基础上,应用最小二乘法实现间谐波信号各频率分量相位的估计。针对噪声、频变、幅变背景下仿真信号和实测变频调速系统的电流进行仿真,同时与Prony法作对比,结果表明该法抗噪性强,检测精度高。

电信号的时频分析新方法

针对电力系统中电信号检测的现状,提出了一种高分辨率的电信号时频分析新方法.该方法首先基于自适应最优核时频分布理论得到电信号的时频分布,然后进行时频平面脊信息的提取,从而得到电信号各频率分量频率随时间变化的特征.针对时变间谐波、暂态震荡电压、变压器故障电流等电信号进行仿真分析,仿真结果表明:该方法表现出很高的时频聚集性,且不受交叉项的影响,清晰地刻画出各频率分量的时变性特征.

基于时频平面脊信息提取的间谐波分析新方法

针对电力系统间谐波分析的局限性,提出一种基于时频平面脊信息提取的间谐波分析新方法.该方法首先基于自适应最优核时频分布理论得到间谐波信号的时频分布,然后进行时频平面脊信息的提取,从而得到各间谐波分量频率随时间变化的特征.同仅采用时频分布刻画间谐波信号时频分布特性相比,该法具有更高的时频分辨率及更强的信息可读性.仿真及实测数据分析结果表明:该方法表现出很高的时频聚集性,且不受交叉项的影响,清晰地刻画出各间谐波分量的时变性特征,对各频率分量相隔较近的信号仍然有效.

一种微电网多逆变器并联运行控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,由于逆变器的输出阻抗以及与公共连接点的线路阻抗存在差异,应用传统下垂控制法会导致逆变器间的环流较大及功率均分精度较低。在分析多逆变器并联系统中传统下垂控制法及逆变器输出阻抗对系统性能的影响基础上,通过引入感性虚拟阻抗,提出一种适合微网多逆变器并联的电压电流双环下垂控制策略。虚拟阻抗的引入使输出阻抗仅由滤波电感值决定,减少了逆变器输出电阻的影响;考虑线路阻抗的影响,提出一种新型改进下垂控制算法,通过对下垂系数进行修正,减弱了线路阻抗差异对并联均流的影响,提高了多逆变器并联性能。仿真与实验结果表明了该控制策略的正确性和有效性。

一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法

在光伏并网控制中,延时和滤波电感量变化会影响系统响应速度、稳定性及并网电流畸变率。对此,该文提出一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法。通过引入功率前馈控制加快系统的响应速度。鲁棒预测无差拍控制方法被提出用于并网电流控制,以增强系统的鲁棒性,降低因控制延时和电感量偏差对并网电流造成的畸变。分析带延迟环节的z域无差拍控制模型,并讨论延时和电感量取值对系统稳定性的影响。给出鲁棒预测无差拍控制的设计方法,并根据z域内的传递函数对其进行稳定性分析,确定控制参数的选取范围。仿真与实验结果证明了所提控制方法的有效性。

基于经验模式分解处理局部放电数据的自适应直接阈值算法

根据局部放电信号的特征,将经验模式分解(EMD)应用于局部放电信号分析中,提出了处理局部放电数据的自适应直接阈值(ADT)算法。首先,将基于EMD的时空滤波方法应用于局部放电数据的预处理中。与传统滤波方法相比,该方法无需预定义滤波器系数,而且能够充分保留原始信号本身所固有的非平稳特征。其次,为了最大限度的抑制噪声干扰,进而提出了ADT算法。该方法不存在小波方法中的小波基选取问题,以多分辨率的EMD为基础,结合3σ准则自适应地确定分解尺度和阈值,是一种完全的数据驱动型方法,具有较好的自适应能力和综合处理性能。仿真数据和试验数据的处理结果表明了该方法的有效性。

用于电能质量治理的三电平变流器预测无差拍重复控制优化及性能分析

针对用于低压配电网负荷谐波、三相不平衡和无功补偿的三相四线制T型三电平变流器,对其控制算法进行了整体优化。首先,根据dq0坐标变换前后不同频率分量之间的映射关系,设计了快速指令电流提取与预测算法,该算法不仅能够独立提取谐波、不平衡和无功分量,而且指令电流提取时间缩短至10 ms;其次,针对无差拍控制延时问题,设计了即时采样与预测无差拍重复控制结合的控制器进行优化,并分析了所提控制器的性能;最后,搭建了13 kV·A的物理样机,测试结果证实了相较于传统的预测无差拍重复控制,所设计的控制策略具有更好的控制精度与稳定裕度。

大连线阻抗环境下的微网逆变器并联运行策略

随着孤岛微电网规模的增大,越来越多的逆变器选择通过LCL型滤波器或者耦合变压器接入微电网,使得逆变器有较大的感性连线阻抗或存在较大的连线阻抗差异。在大连线阻抗环境下,通过常规虚拟阻抗策略来调整逆变器的输出阻抗,将加剧逆变器输出电流在线路阻抗上的电压降落,恶化非线性负荷条件下微电网的母线电压质量且难以实现良好的均流控制。对此,提出一种直接控制安装点电压的逆变器并联运行控制方法,通过直接控制安装点电压将网侧连线阻抗转换成逆变器自身等效输出阻抗,通过准比例谐振控制器来减小逆变器自身等效输出阻抗幅值,从而将大连线阻抗问题转换成小连线阻抗问题,减弱网侧连线阻抗对环流抑制和微电网母线电压的不利影响;在小连线阻抗环境下,通过阻性虚拟阻抗和下垂控制策略来实现高精度的功率分配和环流抑制。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力有限。为了提高入网电流对谐波干扰的抑制能力,在分析常规电流跟踪控制策略的基础上,提出一种直接控制入网电流的单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略。分析新型谐波阻尼策略中闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计方案。通过频域分析、仿真和实验结果表明,所提新型谐波阻尼策略可有效增强入网电流对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力,实现输出高品质入网电流的控制目标。

基于自适应最优核时频分布理论的间谐波分析新方法

间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号,对电网的危害日益严重,因此,准确地分析间谐波的特征对电力系统具有十分重要的意义。提出一种基于自适应最优核时频分布理论的间谐波分析新方法。自适应最优核时频分布理论是一种现代信号处理方法,它是采用非线性变换处理非平稳信号的时频分析方法。文章首先对信号求取模糊函数,并在模糊域采用自适应最优高斯核函数来抑制交叉项,然后求模糊函数的二维傅里叶变换,从而得到仅有自项分量的时频分布。该法用于多分量、时变的含有间谐波的信号分析,具有很好的时频聚集性,强自适应性和抗噪声性能,且不受交叉项的影响,时间–带宽积几乎可以达到Heisen-berg不确定性原理给出的下界。仿真结果表明了该方法的有效性。

微网逆变器的改进鲁棒下垂多环控制

对于孤岛模式下的逆变器,其等效输出阻抗和连线阻抗差异对功率分配和环流抑制的影响较大。鲁棒下垂控制虽然可以减小阻抗差异对功率精确分配的影响,但在逆变器投入并联运行过程,存在冲击电流大、过渡时间长的不足,影响鲁棒下垂控制的实用化。为此,以阻性线路阻抗为例,提出一种改进的鲁棒下垂多环控制方法,其由功率外环和电压、电流双环构成。电压、电流双环设计中,采用考虑负载影响的控制器参数设计方法,抑制负载变化对电容电流内环跟踪性能的不利影响。功率外环通过引入阻性虚拟阻抗将逆变器的等效输出阻抗设计成阻性,提出一种改进的鲁棒下垂控制方法,与常规鲁棒下垂控制相比,可以改善逆变器的并机过程,减小并机冲击电流,加快并机过渡过程,实现平滑快速并机过渡。仿真与实验结果表明了所提理论的正确性和有效性。

用对称分量法检测间谐波背景下的基波分量

提出了一种间谐波背景下的基波检测对称分量法。该方法将三相含有间谐波分量的谐波电流信号在基波周期内对系统工频投影,获得基波分量和谐波分量,然后进行正、负、零序对称变换,从而实现基波分量和谐波分量的解耦, 并使用低通滤波器获得基波部分,最后再使用正、负、零序逆变换求得基波分量的瞬时值。该方法不受三相电流幅值及初相位不平衡、电压畸变、频率偏移的影响,具有各相独立的较好的抗干扰性能。仿真结果表明了该方法的有效性。

有源电力滤波器采样滤波电路的优化设计及鲁棒控制

电流采样电路的设计和电流内环的控制效果是影响有源电力滤波器(APF)补偿精度的两个重要因素。文中首先通过波特图详细分析了电阻和电容参数选取对APF电流内环的影响,提出了一种RC滤波电路的参数设计方法。同时,考虑到控制延时环节不可避免存在,分析了带延时环节的z域无差拍离散控制模型,并讨论了电感值变化对系统鲁棒性的影响。对此,文中提出了一种预测电流控制方法,对采样的电网电压,逆变器输出电流都作了超前一拍预测,减小了延时对系统影响,增强系统的鲁棒性。此外,根据z域内的电流环传递函数对系统进行了稳定性分析,给出了控制参数的选取方法。针对该控制方法,搭建了APF试验样机,实验结果验证了控制策略的有效性和可行性。

微网逆变器的不平衡电压补偿策略

对于孤岛模式下运行的三相微电网系统,不平衡负载的应用不仅导致负序电流的无序分配,而且将引起微电网母线电压的不平衡。为了补偿母线不平衡电压,提高负载电流分配效果,提出一种逆变器电压控制策略。首先推导同步旋转坐标下控制器到静止坐标系的通用等效变换表达式,接着分析整个闭环控制系统的频域特性。由于所提电压控制策略中基波正负序电压控制支路相互之间独立解耦,因此可简化虚拟阻抗的设计,在不需要正负序分量分离的前提下,可分别引入虚拟复合阻抗来控制逆变器的基波正负序输出阻抗,通过引入正序虚拟阻抗来改善感性线路阻抗环境下的逆变器基波正序功率分配效果,通过引入负序虚拟阻抗来补偿负序电流在线路阻抗上的电压降落,改善微电网电压的不平衡度,同时减小负序环流。最后通过仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。