基波和谐波下的UPQC功率流动分析

本文根据UPQC工作原理及系统功能作出UPQC等效电路图,在此基础上,根据UPQC各项功能推导、分析UPQC功率表达式,包括处理基波和谐波两方面的电能质量问题,分别得出UPQC的单相和三相的瞬时和平均功率流动情况。获得的结论有助于掌握UPQC具体工作情况和为工程调试提供指导以及UPQC主电路容量的精确设计。

南方电网西电东送通道无功功率流动机理分析

南方电网西电东送通道上长期存在送端从受端吸收无功功率的现象,该现象即使在受端电压低于送端电压的情况也存在,对此传统的无功功率流动理论难以解释。对该现象的机理进行了深入分析,发现输电线路的电阻对于无功功率的流动具有一定的影响,电阻的存在使得两侧电压相当时受端系统注入线路的无功功率多于送端,且线路电阻越大、输送功率越多,送受两端注入线路无功功率的差值越大。因此,进行长距离输电线路无功平衡和无功配置分析时需要考虑线路电阻的作用,在受端可适当增加配置无功补偿装置。

一种隔离型双向功率流动逆变器的研究

单级式逆变器相比于两级式逆变器具有结构简单,易模块化,功率密度高的特点。针对于单级式双向逆变器的研究,提出了一种新颖的功率双向流动的逆变器拓扑,该拓扑将滤波电感替换成反激变压器,在功率反向流动时,能量通过反激变换器传送至DC端,从而实现功率的双向流动;对该逆变电路的工作原理、控制策略、电路参数理论分析,在理论的基础上研制出一台800 VA 80 DC/200 V 50 Hz AC样机。

从规定的正方向看直流电机、变压器及异步电机功率流动方向

在分析电机中各电磁及机械量之间的关系时,必须事先规定好每个量的正方向。既然是规定的正方向当然就可以任意规定。但是一经规定后,就不要变动了,否则所规定的正方向就毫无意义。同一个电磁或机械量由于选用的正方向不同,在列写电磁关系式时,它的正、负号就不同。

应用于飞轮储能的BLDC电机功率双向流动策略设计

电机是飞轮系统实现电能与机械能相互转换的核心。BLDC(brushless direct current)电机具有体积小、噪声低、经济效益高等优点,在储能中得到了应用。为避免电机在充放电过程中产生较大绕组损耗或引入辅助电路稳定输出电压,在搭建应用于飞轮储能的BLDC电机模型基础上,提出改变晶闸管导通与关断顺序的电机充放电控制策略,改变绕组反电势与流经电流方向,实现电机充放电功能。仿真结果表明搭建的BLDC电机模型能够正确表示飞轮运行特性,也表明提出的电机充放电控制策略在不引入额外的电路拓扑结构情况下,能够使电机在充电状态吸收功率,将电能转换为飞轮动能,电机在放电状态释放功率,将飞轮动能转换为电能,并且充放电过程中相关电气量可控,从而实现功率双向流动过程,此控制策略的设计为飞轮储能的机电一体化产品实现提供一定的理论基础。

新型功率双向流动变换装置的研究分析

在传统双向流动变换系统中,系统控制复杂且输入输出电能品质差,为减轻其对电网的影响,结合直线移相变压器构建一种新型功率双向变换装置。通过理论推导变压器三相合成磁场沿水平正弦移动变化规律,采用多重叠加与多脉波整流技术可同时实现系统逆变与整流的不同工况,改进移相变压器绕组结构,优化输入输出电压波形,提高系统整体工作性能。开展有限元仿真分析和样机实验,验证了新型装置的可行性,达到了工程设计的要求。

电力电子变压器对交直流混合微网功率控制的研究

针对应用于交直流混合微网的电力电子变压器(PET),分析了并网和离网两种运行模式,并设计了相应的控制策略。并网模式下,控制PET输入接口使交直流混合微网等效为"阻性负载"或"电流源",同时控制交流和直流输出接口都等效为恒定的电压源。对于离网模式,提出了混合功率下垂控制,能根据接口处频率和电压信息,结合混合微网下垂特性得到微网间需交换的功率。搭建了交直流微网系统和电力电子变压器仿真模型,仿真结果表明,在分布式能源功率波动情况下,PET能准确快速地调节主网、交流微网和直流微网三者间功率的流动,实现交直流混合微网的稳定运行,验证了控制策略的可靠性。

交直流混合微电网并联双向互联变换器环流抑制与功率控制

针对交直流混合微电网中多台双向互联变流器(Bidirectional interlinking converter,BIC)并联运行时功率流动、分配以及环流问题,提出一种用于多并联BIC的分布式电源管理控制策略,其中每个BIC设计有独立的局部分布式控制器,计算出各自的功率参考值,并可根据不同功率额定值按比例分配,实现两子网间功率流动及不同BIC间的功率分配;此外,在零矢量前馈控制策略的基础上,提出一种虚拟BIC概念,以实现多并联BIC环流抑制。仿真与硬件在环试验结果表明该策略可有效控制两子网间的功率流动及多模块间环流抑制。

基于海洋捕食者算法的波浪能转换装置模型预测控制

该文提出一种基于智能海洋捕食者算法的模型预测控制策略,实现了波浪能转换装置的动态最大能量捕获。提出的模型预测控制策略利用海洋捕食者算法来获取最优控制力,并采用非线性限制来控制功率的单向流动。通过相应的对比分析验证了海洋捕食者算法的优化准确性和快速收敛性。该方法还利用控制域来处理最优控制变量以便在算法的计算负担和优化准确度之间进行平衡。所提出的方法证明在处理多维的波浪能转换系统方面,特别是系统的非凸和非线性限制问题,具有较好的利用价值。仿真与实验结果证明提出的方法能较好地提高波浪能转换装置的输出功率,并满足典型海域工况下的实时需求。

风力机控制策略对功率和转速变化的影响分析

为了掌握风力发电机控制策略对运行过程中风力发电机转速和功率流动的影响,在简要介绍与功率和转速变化有关的风力发电机控制策略的基础上,分析了采用不同控制策略的风力发电机功率产生的特点。重点阐释了风力发电机变桨矩控制方法对风力发电机组的功率流动、叶轮转速变化的影响。得出了不同控制策略下风力发电机功率流动方向、叶轮转速大小和方向的变化,以及叶轮转速变化的依据和限制。

双馈式电机能量流动及节能分析

双馈电机作为一种新型电机不仅可以满足一般场合机械调速的需要,而且能通过调节转子电压幅值和相位来实现电机定子侧功率因数的调节。该文提出一种将双馈电机作为曳引机应用于升降机系统的方案,采用双PWM换流器对双馈电机的转子进行交流励磁,不仅可以调节定子侧的功率因数,实现无极调速,还可以把原本消耗在转子电阻上的电能回馈到电网。

面向新能源消纳的新型电力系统优化运行策略

通过传统发电机输出功率定义有功功率流动系数,对风电场-抽水蓄能站进行统一调度,由该系数与风电场输出功率比值来决定风电的功率消纳策略。以传统发电机输出功率波动最小作为目标函数,建立跟随电网负荷变化的抽水蓄能站发电优化调度模型,采用改进的非洲野狗算法对系统进行优化,并在算法中加入动态迭代步长,旨在算法前期加快迭代速度、在算法后期增强计算精度。仿真结果证实了所提优化运行策略在系统运行中的有效性与可行性。

组合式无级变速器的循环功率流分析

介绍了组合式无级变速器的６种组合形式，分析了循环功率流产生的原因，给出了不产生循环功率流的４种组合机构．

低压配电网中单相动态电压恢复器与电力系统之间的能量流动

动态电压恢复器(DVR)工作时流经全部负载电流,其输出能量的大小则会影响储能单元充放电时间的长短。详细分析了同相位补偿、故障前补偿和最小能量补偿3种方式下DVR能量流动的规律。同相位补偿时,输出的电压最小,但在大多数时候可能输出的能量较大;故障前电压补偿方式下只要是电压发生暂降,必然需要向系统提供有功和无功才能满足控制的需求,这就对储能单元的功率输出提出了较高的要求;最小能量补偿方式下,指定补偿角的选取是关键。能量流动中有功功率的确定是配置储能单元额定储能量的前提,同时也是控制单元实现和执行补偿策略的理论依据。Matlab的仿真结果证明了以上结论。

输电系统中并网变流器优化双向功率稳定性差异的阻抗控制策略

交直流混合输电线路中功率面临双向流动的情况,功率正向与反向之间系统稳定性存在明显的差异特性,即双向功率稳定性差异。论文针对交直流混合输电系统中并网变流器双向功率稳定性差异进行研究。为了解决双向功率稳定性差异,进而提高的系统稳定性,首先对功率控制的逆变器交流侧阻抗在d-q坐标系下进行小信号建模,对比分析正向和反向功率下的阻抗特性。其次,结合阻抗稳定判据,揭示双向功率流动对并网变流器系统稳定性造成的影响。然后,提出了一种阻抗优化控制策略,在不改变稳定性较好的正向阻抗特性的同时,优化并统一反向阻抗特性。最后,通过Matlab/Simulink仿真模型对所提出控制策略的有效性进行了验证。研究结果表明:优化后的变流器系统在双向功率流动下,能够保持较为统一的稳定特性,并能够有效抑制传输功率传输方向变化引起的振荡问题。研究结果证明了所提控制策略的有效性。

无功功率补偿装置安装位置节电效果分析

介绍了电容器无功功率补偿的种类。以太原煤气化晋阳选煤厂供电系统为例,分析了补偿前、集中补偿、就地补偿无功电流在线路上的流动情况,并对该厂无功功率集中补偿装置改造前后的节电效果进行了比较。指出采取补偿后,只是线路上流动的无功功率减少了,即线路的功率因数提高了,实际上,补偿前后负载取用的有功和无功并没有任何改变。无功功率补偿的是补偿电容器安装以前的线路,无功功率补偿电容器安装的位置越接近负载线路末端,线路的电能损失越少,节电效果越明显。

光储虚拟电厂多时间尺度动态优化划分方法

为了解决因分布式光伏点多、面广、波动性强且储能双向可调控使配电网控制维度与难度剧增的问题,该文提出一种引入反馈校正的光储虚拟电厂多时间尺度动态划分方法。基于全面涵盖光伏消纳能力、厂内供电能力、功率流动、控制维度、分区变动的综合性能动态划分目标,并在动态优化中引入反馈校正环节,构建长尺度动态优化与短尺度反馈校正结合的优化划分架构,随着时间窗不断移动进行光储虚拟电厂动态划分。对修改后的IEEE33系统进行仿真,并与静态划分方法、无反馈校正的动态划分方法进行比较。结果表明,该文方法划分的光储虚拟电厂降低了控制维度,具有较高的电力均衡能力和光伏消纳特性,且电厂间功率流动和划分变化次数较少,具有厂间弱耦合、厂内强耦合的特点,使系统更便于调控。

基于电力电子变压器的微网相间潮流控制研究

针对微网内高密度分布式电源DG(distributed generation)输出功率波动引起的微网三相潮流不平衡及运行不稳定问题,研究了基于电力电子变压器PET(power electronic transformer)的微网相间潮流控制方法。推导了基于三相独立控制的PET输出级变流器数学模型,提出了分相改进下垂控制策略,可以协调微网内相间的功率交换,从而保证了各相分布式电源的最大利用率。同时,增加电压和频率修正环节快速调整功率波动时的电压和频率偏差,提高了微网运行的稳定性。PSCAD/EMTDC仿真证明了所提控制策略的正确性和有效性。

基于Simulink的单相矩阵变换器的研究

介绍了矩阵变换器(MC)的优点,在此基础上分析单相矩阵变换器的工作原理、拓扑结构及推导过程,并基于Simulink进行仿真研究.以此来证明这种变换器的优点.通过仿真结果,发现这种交-交变换器具有输出频率连续可调、输出电压波形存在畸变,但在一定范围内连续可调、输入输出电流较接近正弦波等优点,发展前景大,值得进一步研究.