Multi-objective optimal operation of hybrid AC/DC microgrid considering source-network-load coordination

Taking the consumption rate of renewable energy and the operation cost of hybrid AC/DC microgrid as the optimization objectives,the adjustment of load demand curves is carried out considering the demand side response(DSR)on the load side.The complementary utilization of renewable energy between AC area and DC area is achieved to meet the load demand on the source side.In the network side,the hybrid AC/DC microgrids purchase electricity from the power grid at the time-of-use(TOU)price and sell the surplus power of renewable energy to the power grid for profits.The improved memetic algorithm(IMA)is introduced and applied to solve the established mathematical model.The promotion effect of the proposed source-network-load coordination strategies on the optimal operation of hybrid AC/DC microgrid is verified.

双绕组感应发电机交直流集成发电系统的自抗扰控制策略

针对双绕组感应发电机交直流集成发电系统,为实现简单易调、性能优越、负载适应力强的发电控制,该文提出一种基于线性自抗扰控制器的交直流电压控制策略,通过交流电压和直流电压与控制绕组和功率绕组的传递函数模型,构建交直流电压的线性扩张状态观测器,同时对交流电压有效值、直流电压和电压扰动进行观测,并利用电压和扰动观测值设计线性误差反馈控制律,对交直流电压进行控制。最后,通过仿真和实验验证该控制策略提高电压扰动抑制能力和负载适应性,同时各模块参数可独立设计、控制器结构简单,避免需要较多传感器及降低调参难度。

海上风电场交流集电和多端柔直输电并网系统多目标优化规划

集电和输电并网系统的优化规划对海上风电场(offshore wind farm,OWF)的投资经济性和运行可靠性有着重要影响。对于OWF中交流集电和多端柔直输电的并网方式,建立了拓扑与潮流耦合的兼顾经济性和可靠性的多目标优化规划模型。模型中利用拓扑冗余度直接近似计算风机停运损失电量,并考虑了新型双边环形的交流集电系统拓扑结构和基于连通性约束的多端柔直输电系统拓扑结构,实现了对集电和输电系统拓扑连接,交流和直流海底电缆类型,海上升压换流站数量、容量、位置,和连接到海上升压换流站馈线数量的协调优化规划。并且,提出了一种直接求解多目标优化问题折中最优解的方法,通过凸化处理将原混合整数非线性规划模型转化为混合整数凸二次规划模型,以高效求解获得最优规划方案。最后,对2个分别含36台和78台风机的实际OWF算例进行分析,验证了所提出模型和方法的正确有效性。

大型风电场经VSC-HVDC交直流并联系统并网的运行控制策略

基于电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)的直流系统存在与交流线路并联运行的情况。交直流系统之间相互切换的运行工况复杂,且切换过程存在切换依据难以确定、切换冲击大以及通信延时等问题。为解决该问题,在分析VSC-HVDC工作原理、数学模型及其控制策略的基础上,提出了一种大型风电场经VSC-HVDC交直流并联系统并网的运行控制策略,该策略在不改变换流站控制方式的情况下,可实现交直流并联系统运行方式的无缝切换。基于MATLAB/Simulink仿真软件,建立了系统仿真模型,对交直流并联系统稳态运行及动态切换过程进行了仿真分析。仿真结果表明,所提出的控制策略能够较好地实现交直流并联系统有功功率的精确分配和运行方式的无缝切换,算法简单,可靠性高。

基于自适应加权预测-校正内点法的含VSC-HVDC电力系统最优潮流

加权预测-校正内点法(WPC-IPM)求解含电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)的电力系统最优潮流时,迭代中后期校正环节加权会减慢收敛速度。提出一种自适应加权预测-校正内点法(AWPC-IPM),该方法以对偶间隙的变化趋势作为加权与否的判据,对偶间隙增大时加权,以抑制校正方向错误导致的收敛性变差,对偶间隙减小时不加权,以加快收敛。算例仿真结果表明,所提方法既有效抑制了校正方向错误对预测-校正内点法(PC-IPM)的影响,又加快了迭代后期的收敛速度。

大规模光伏集群经柔性直流构网送出的运行控制技术研究

在沙漠、戈壁与荒漠地区开发新能源是国家战略。此类地区的新能源覆盖面积广、场站电气距离远,且电网结构薄弱、缺乏常规支撑性电源,采用具有电网构造能力的柔性直流实现新能源稳定高效送出是一种较好的技术方案。针对沙漠、戈壁、荒漠地区大规模100%光伏发电基地经柔性直流送出的场景,分析系统的典型特征和关键问题,从稳态运行、交流故障穿越、直流故障清除、多站协同等方面,系统性地阐述柔性直流与大规模光伏场站构网送出的运行控制技术,为我国沙戈荒地区的大规模光伏开发和电力外送提供实现路径参考。

交-直-交电力机车PWM调制方法研究

给出了一种适合于交 -直 -交电力机车的脉宽调制 (PWM)方案 ,针对逆变器开关频率低的特点专门设计谐波优化 SPWM调制方法 ,提出中间 6 0°过渡方法 ,实现了异步 SPWM、同步 SPWM、谐波优化 SPWM以及方波工况间的平滑过渡。该系统完全由单片微机实现。

基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控

由于交直流混合配电网具有灵活性和可控性的特点,得到广泛的应用,同时电动汽车和空调的规模化接入使得配电网尖峰负荷持续增大。基于此,提出基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控模型。首先,考虑电网公司与电动汽车代理商、储能运营商之间的主从博弈,构建运营收益最大和峰谷差最小的电网公司(领导者)多目标两阶段鲁棒优化模型,以及储能运营商和电动汽车代理商(跟随者)收益优化模型,并证明该主从博弈均衡的存在性与唯一性;其次,将跟随者模型采用KKT条件等效为领导者模型中均衡约束,双层主从博弈模型等效为单层两阶段鲁棒优化模型,并采用CCG算法求解;最后,通过仿真计算,结果表明所提的调峰管控策略可以实现交直流配电网的削峰填谷和多主体间的利益均衡。

基于Multisim放大电路的仿真分析

文章首先介绍了使用Multisim软件进行电子电路仿真的步骤,然后简要地介绍单管放大电路的工作原理和电路特点,最后使用教学软件Multisim2001对其进行仿真,分析仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明了Multisim在电子技术教学中具有非常重要的作用,并且比传统实验具有更多的优越性。

现役交流XLPE电缆绝缘切片试样的交、直流耐压性能对比

为升级输电线路的传输能力,可将现役交流XLPE电缆线路改为直流运行,但仍缺乏改造方案设计的统一标准或规范。因而对1根投运7年的YJV22-8.7/10 kV-3×185 mm^2电缆进行绝缘环切,在相同条件下对切片试样进行交流及直流电压下的连续和逐级升压击穿试验。结果表明:升压速率为2、0.5、0.1 kV/s的连续升压击穿试验中,升压速率对试样的交流平均击穿场强影响很小,而对直流击穿场强影响较大;时间步长为2、6、15 min的逐级升压试验中,随着时间步长的增加,交流击穿场强略有降低,而直流击穿场强显著增大。随着电压施加时间的增加,交流击穿场强下降,而直流击穿场强反而增大,这导致直/交流击穿场强比值持续增大,由1.33增大至3.73。以击穿场强的95%置信下限值为基础,推导可获得XLPE绝缘试样的交、直流1 h击穿场强分别为89.50 kV/mm及247.55 kV/mm,而反幂定律中的电老化寿命指数拟和值为17和-11.51。在高压短时击穿试验范围内,试样的直流耐压性能随时间变化不符合传统电老化寿命定律,这可能与空间电荷效应的时间依赖性有关,需要后续研究进一步确认;同时也说明基于薄试样、高电压、短时间的击穿试验数据无法有效反映直流绝缘的长期电老化性能,不能直接用于XLPE直流电缆的绝缘结构设计。

考虑源荷协调优化的交直流混合微网随机规划方法研究

为充分发挥交直流混合微网中交、直流两种供电模式的互补优势,在需求侧优化各类负荷供电方式的选择(接入交流或直流母线工作)以提高微网供用电效率,并与供电侧分布式电源、储能设备的优化调度共同构成源荷协调优化运行方法。在研究源荷供用电效率的基础上,综合考虑源荷协调优化对微网运行费用与功率损耗的影响,分别以功率损耗最小和运行费用最小为上、下层优化目标,建立基于不确定二层规划的源荷协调优化模型。仿真算例验证了所提方法能在保证微网运行经济性与环保性的同时,更好地符合节能降损的要求。

基于概率谐波电流源的交流电力机车模型研究

本文基于大量实测数据,采用一种改进的最大熵法分析了交流机车负荷谐波的分布特性,并在PSCAD仿真平台上搭建了交流电力机车的等效电流源模型。电流源基波分量以三电平四象限整流桥模拟,用于仿真机车负荷的冲击性以及不对称性对电网的影响。谐波分量则利用MATLAB接口模块实现了概率谐波电流源,考虑了谐波受各种随机因素的影响。由于谐波电流源模型基于实测数据,故仿真结果更接近实际情况。

交直流机车混合运行牵引供电网谐波特性分析

针对机车调度中交直型和交直交型机车单独运行以及2种类型机车在同一牵引变压器供电下混合运行等复杂工况对网侧电流影响严重的问题,分析了交直型SS4电力机车及交直交型HXD3电力机车的牵引传动系统原理,建立了根据机车级位和速度自动判别机车行驶段位的交直型和采用空间矢量脉宽调制控制策略(SVPWM)的交直交型机车的SIMULINK仿真模型。在此基础上建立了同一牵引变压器不同类型机车混合运行模型,对典型工况进行仿真分析,得出各工况运行下的网侧电流谐波次数、谐波含有量及总电流畸变率,可用于供电网谐振分析、谐波治理、调度运行等方面。

基于交流接触器直流运行方法研究

交流接触器采用直流运行可以降低其操作电磁系统所消耗的电能,分析了交流接触器运行时的能量损耗,介绍了节能交流接触器直流运行的方法和工作原理及节能交流接触器主要技术指标,最后就交流接触器直流运行节能的经济效益进行了说明。

交流接触器的节能技术

交流接触器采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。介绍了节能交流接触器的主要技术指标,分析了交流接触器能量损耗机理,给出了节能运行方案及措施。指出应根据节能原理,结合微机控制技术进行智能型节能交流接触器的研究。

多源变换器空间矢量调制方法

针对多源变换器构成的混合储能系统直流侧储能网络电压不平衡时引起的电流畸变问题,提出一种基于空间坐标分析的新型空间矢量调制方法。提出利用矢量空间坐标关系优化调制方法的扇区判断条件,解决现有正弦脉宽调制方法和空间矢量调制方法运算时间长,且无法全范围使用的问题。此外,对各电压矢量状态下变换器功率流动进行分析,结合不同矢量组对直流侧电流的影响,实现变换器对储能网络功率协调控制。为分析变换器直流侧功率协调特性,通过构建多源变换器稳态功率流动模型,给出多源变换器最佳工作区域,为系统控制策略优化提供目标。所提出的方法运算量小、鲁棒性高,仿真和实验结果都验证了所提出调制方法的正确性和可行性。

基于椭圆近似的交直流混合配电网灵活性运行域快速计算方法

交直流混合配电网是主动配电网的重要分支,其灵活性运行域研究对实现输-配电网主动交互及高效经济调度具有重要意义。计及光伏、储能及可控负荷的灵活运行特性,文中构建了基于DistFlow潮流模型的交直流混合配电网功率灵活性运行域模型。首先,为降低光伏出力随机性的影响,采用多个典型场景下运行域的交集作为交直流混合配电网的灵活性运行域,并采用椭圆对多个连续时段的交流侧根节点有功功率-无功功率、电压源型换流器(VSC)交互有功功率的运行域进行近似。其次,通过添加外近似多边形顶点约束将模型转化为单层优化模型求解,在最大化椭圆面积的同时保证其分解可行性。最后,采用33节点和93节点交直流混合配电网为算例进行分析,研究了储能、可控负荷、VSC控制方式以及不同光伏渗透率对功率灵活性运行域的影响,采用蒙特卡洛方法验证了椭圆灵活性运行域的分解可行性,并在求解速度和精度上与传统方法进行了对比。

含直流电源与负荷的交直流系统潮流算法

考虑轻型高压直流输电技术的特点,提出了基于电压源换流器(VSC)的交直流电力系统统一迭代潮流求解算法,分别从交流网络、电压源换流器和直流网络三部分推导了其相应的牛顿-拉夫逊法潮流计算修正方程式。该算法可以进行包含直流电源和直流负荷的交直流系统潮流计算。修改的WSCC-9节点系统仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。

基于主从博弈模型的交直流混合微电网源网协调优化运行方法

交直流混合微网为较大容量的分布式光伏发电提供了高效的管理平台。在光伏较大渗透率的情况下,针对交直流混合微网运行中光伏消纳率和综合网损率存在的矛盾,建立主从博弈模型解决该多目标规划问题,对源网进行协调。所建立的模型以光伏消纳方案为博弈主体,博弈的支付为最大化光伏消纳率;以微网综合运行方案为博弈从体,博弈的支付为多目标形式,分别为综合网损率最小和运行成本最小。通过博弈的方式得到微网运营商的光伏消纳方案以及交直流混合微网优化运行方案。所建立的模型可使微网符合综合网损率指标的同时,最小化运行成本,最大化光伏消纳率,保证了交直流混合微网运营的社会经济效益。最后通过一个算例验证了该方法的正确性和有效性。

考虑规模化电动汽车负荷的柔性台区安全经济运行边界

柔性台区将若干个传统交流台区通过柔性装置互联,能够充分利用各台区变压器的容量,提升对电动汽车的接纳能力。文中首先针对柔性台区建立了一维安全经济运行边界模型,并提出采用安全裕度百分数作为度量机制,为调度人员提供直观的系统运行状态和安全裕度,实现主动调度。进一步地,基于凸包络构建柔性台区的二维安全经济运行域模型,方便调度人员对多个充电站进行协同管理。仿真结果表明,安全经济运行边界能够同时计及系统的安全性和经济性,可拓展性强;经济指标对安全经济边界的形态有较大影响;柔性台区中的直流充电桩和交流充电桩的安全经济运行边界具有不同的形态;基于凸包络的二维安全经济运行域模型能够有效反映系统运行状态的安全性和经济性。