用于快速响应负荷需求的两段式斜坡重力储能系统放电功率调节方法

斜坡式重力储能系统(GESS)放电时通常将上堆场重物块运送至下堆场。然而,当放电过程中系统负荷需求出现波动时,现有方案难以通过及时调整重物块数量来调节输出功率,导致重力储能系统响应不及时并造成额外能量损耗。通过在斜坡两侧增加辅助堆场并将斜坡分为两段,通过控制顶部堆场重物块释放数量、斜坡堆场释放高度以及斜坡堆场重物块抓取位置,实现了重力储能系统输出功率的精确控制与负荷需求的快速响应。基于Matlab/Simulink平台搭建了两段式斜坡重力储能系统仿真模型,验证了所提方法的正确性与有效性。研究成果为斜坡式重力储能系统放电功率的快速调节与精确控制提供了重要参考。

模块化多电平铁路功率调节器接入的机车混跑车网耦合系统稳定性分析

基于模块化多电平换流器的铁路功率调节器(modular multilevel converter-railway static power conditioner,MMCRPC)能够有效解决牵引供电系统存在的电能质量问题,但接入MMC-RPC对车网耦合系统低频稳定性的影响尚不明确。针对此问题,首先考虑频率耦合效应,基于多谐波线性化方法建立了CRH3型、CRH5型机车变流器及MMC-RPC的端口序导纳模型,并实现了不同控制策略、不同变流器负荷序导纳模型在单相静止坐标系的统一。其次,分别研究了MMC-RPC接入牵引网前后车网耦合系统的低频振荡现象。接着,根据主导相角裕度和灵敏度指标首次定量评估了MMC-RPC接入机车混跑系统工况下不同控制器参数对系统稳定性的影响,并提出相应调参准则以提升系统稳定性。最后基于Matlab/Simulink仿真和硬件在环半实物实时仿真验证了对系统稳定性分析结果的正确性。

考虑功率可调节裕度的综合能源系统云边协同优化

区域综合能源系统(RIES)集群协同优化可以实现跨区域能量共享,提高系统的灵活性。针对RIES集群多主体难管控的问题,提出了一种考虑功率可调节裕度的云边协同优化调度模型。首先,对不可控设备和可控设备的可调节能力进行建模,并在此基础上建立RIES主动调节能力综合指标的数学模型;其次,建立能量管理云平台和RIES双层能量优化模型,能量管理云平台以降低整个系统对外部能源需求为目的对区域间能量互济进行调控;然后,引入交替方向乘子法对模型进行求解,协调能源信息交互;最后,通过云边协同优化方法对RIES集群运行进行了仿真验证。结果表明:各RIES对内部能量进行优化,实现了低碳经济运行,并提高了系统的功率可调节裕度。由能量管理云平台和RIES协同交互完成的优化过程,提高了RIES集群的自给能力和主动调节能力,减少了系统运行成本和碳排放。

时间最优PID控制算法在水电厂监控系统功率调节中的应用

常规的PID控制措施还具有一定的提升空间,因为其需要在非时变性和线性特性的系统模型下,才可以达到较好的控制成效。在水电站功率调节系统中,若采取常规的算法,便会出现控制效果不佳,甚至失稳的问题。所以为了保证水轮发电机组功率的快速、稳定、有效地调节性能,本文根据归纳不同的水电机组调节经验,将带死区的Bang-Bang控制与数字PID融合起来,研究了一种基于时间最佳控制与带死区的数字PID控制联合的分段控制算法,同时对其实施了分析。实践证明,与常规PID控制算法相较,该措施具有良好的稳定性和迅速性。

基于RPC的光储接入牵引供电系统协调控制方法

为将光伏发电接入牵引供电系统进行有效利用,同时兼顾牵引供电系统电能质量改善及列车再生制动能量回收利用,提出了一种基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电系统的协调控制方法.首先,搭建基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电拓扑结构,并对其电能质量补偿机理进行理论分析;在此基础上,充分考虑光储系统的运行条件以及列车牵引、制动、空载或惰行工况,提出光储系统接入牵引供电的联合协调控制方法,实现了“光+储+荷”三者间的协调控制、牵引供电系统负序的动态补偿以及谐波的有效抑制;在RT-Lab实时仿真系统中建立了基于铁路功率调节器的光伏接入牵引供电系统仿真模型,并结合实际光照和牵引工况数据验证本文所提出的系统结构以及协调控制方法的有效性.结果表明:本文所提出的系统结构以及协调控制方法能够实现牵引供电系统中光储系统的有效接入,再生制动能量回收率提升至86.7%,功率因数提升6.4%,对谐波特别是高次谐波含有率有较大改善,满足光伏电能高效消纳及综合利用、电能质量动态综合补偿、再生制动能量回收多重需求.

基于RPC的同相供电系统供电运行能量多维控制研究

为确保高速铁路安全、可靠、经济运行,提出高速铁路同相供电系统供电运行能量多维控制方法。分析供电系统组成结构与供电过程,利用潮流控制器补偿该系统功率,确保系统稳定运行;结合三相不平衡程度、电压电流波形畸变等指标构建运行能量的最佳负载模型,使传输能量损失降到最低;经过对2个供电臂电流的有功与无功补偿,消除负序电流;制定铁路功率调节器控制策略,获得降压变压器变化情况,保障直流侧电压稳定;再使用比例积分控制器获取电流理想值,得出控制信号,实现供电运行能量多维控制。仿真实验证明,所提多维控制方法能提高三相电流平衡程度,达到均压稳定效果。

基于无功功率控制的光伏逆变器电压调节策略研究

为解决光伏配电系统运行中的电压不平衡问题,提出了一种基于无功功率控制的光伏逆变器电压调节方法。首先,使用光伏逆变器吸收或注入无功功率,将无功功率作为电压函数控制电压幅值,解决电压不平衡问题。然后,将电压不平衡度保持在限定值以下,即将电压变化幅度保持在标准范围内。最后,通过IEEE 37节点系统配合使用真实光伏发电和负载需求数据进行仿真测试,验证了所提方法的实际性能。实验结果表明,所提方法能够有效地将节点处电压变化幅度控制在电压不平衡阈值内,并显著降低住宅光伏逆变器的运行压力,促进配电系统提升光伏发电能力。

基于权重调节模型预测控制的风-光-储-氢耦合系统在线功率调控

该文针对风-光-储-氢系统中风光的波动性、储氢的动态响应特性,实时在线优化匹配储-氢功率与风-光功率问题,提出基于权重调节模型预测控制(MPC)的风-光-储-氢耦合系统在线功率调控方法。文中构建了风-光-储-氢耦合能源系统拓扑结构,建立了耦合系统状态空间模型,以耦合系统功率平衡为目标,以制氢功率、燃料电池功率和电池功率为控制变量,根据氢储能和电池储能的特性及各约束条件将目标函数转换为二次规划问题进行求解,并在自定义s-函数建立的MPC控制器中依据复合储能系统的状态信息对权重因子进行调节,实现了控制器的参数自适应,最后完成了功率控制层与能量管理层的闭环仿真。通过仿真分析,对比三种调控方法,验证了该文所提基于变权重MPC功率调控方法的有效性和优越性。

抽油机井工况智能调节系统的研究与应用

常规抽油机变频器主要作用是控制电动机转速从而改变抽油机冲次,以满足不同工况下的需求,但只能依靠人工分析操作,不能实现自主调整,因此开展了抽油机井工况智能调节系统研究与现场应用。通过抽油机井冲次自适应和电动机功率随动两项技术,使抽油机能够根据供液能力的变化智能调节冲次,并且在一个冲程内精准改变电动机功率从而控制能耗。累计应用200口井,年节约电费170余万元,实现了抽油机井优化工况、采出速度智能调节的目标。

基于分布式光伏系统的配电网逆功率控制系统设计

随着包括分布式光伏在内的新能源电力技术在配电网的广泛应用,经常出现以配电台区或用户侧表后为划分的网络节点,从原先的单向潮流变为双向潮流的复杂情况,因此,亟须对新形势下的配电网实施相应的控制和保护改善措施。提出了一种既不依赖于逆功率实际发生以后触发继电保护的被动响应,又不依赖于光伏发电预测和负荷预测等复杂逻辑的解决方案,并围绕该方案展开了阐述,其在逆功率事前主动调节中主要通过实时的并网点净功率与储能系统的运行状态进行动态判断,实施预防调度,同时辅以逆功率事后被动保护功能。通过案例实证和实现效果,证明了该方案的可行性,以期提高逆功率控制技术方案的可行性和适应性,最大限度地避免配电网中的弃光现象,进而确保配电网的安全、可靠。

大功率LED照明系统中的均匀调光技术研究

随着LED照明技术的发展,均匀调光技术将更加注重智能化和个性化,同时也面临技术创新、市场竞争和消费者需求提升等挑战。文章介绍了大功率LED照明系统中均匀调光技术的设计,探讨了色温调节实现方案的设计和实践,以及调光效果的评估与分析。通过采用高可靠、高气密性、高强度的LED支架设计,选择优质的LED原材料,设计创新的LED封装结构和采用多通道焊盘设计等方法,实现了LED灯具的均匀调光。

HTR-PM全厂功率控制系统耦合特性分析

高温气冷堆是全球首座200MW具有第四代核能系统安全特性的商业示范电站,采用“设定负荷”运行方式,两套NSSS模块和一台汽轮发电机组按照设定功率水平运行。HTR-PM全厂功率自动控制与调节系统作为多输入多输出的控制系统,本文通过Bristol法证明了各被控变量与调节变量之间存在耦合关系,通过前馈法对控制过程进行解耦,希望通过以上分析,为HTR-PM调试提供参考。

RPC接入牵引供电系统的无功补偿及谐波治理

铁路功率调节器(Railway Power Conditioner,RPC)既能作为光储系统接入牵引供电系统的端口,也能够有效解决柔性牵引供电系统中谐波及无功等电能质量问题。文章提出了一种考虑动态特性的RPC接入型柔性高速铁路牵引供电系统无功补偿及谐波治理方法。分析了牵引供电系统负序电流成因及RPC的基本工作原理,搭建了基于RPC接入的含光储柔性牵引供电系统,并开展了仿真分析。结果表明,所提出的考虑动态特性的RPC接入型柔性高速铁路牵引供电系统无功补偿及谐波治理方法,能够在电压、电流、功率因数、不平衡电流方面显著改善牵引供电系统的电能质量问题,提升系统的动态特性。

基于核反应堆功率调节系统先进控制策略研究

功率调节系统是核反应堆的重要控制系统之一,对保证反应堆核安全和稳定运行起着极其重要的作用。因此,反应堆功率控制器需要具有较快的响应速度以及较小的参数超调量。对于核反应堆这样高复杂度、时变非线性的对象,现有功率调节系统的PID反馈方法难以取得优良的控制效果,需要更多先进控制策略来实现瞬态运行过程中系统参数的低超调以及较高的负荷跟踪能力。文章研究了国内外具有较强应用经验的先进控制策略,应用于核反应堆系统中均可以一定程度上优化其控制性能,后续可以根据实际模型选择相应的控制策略,实现核功率等参数的精准控制。

拉西瓦水电站计算机监控系统机组功率调节性能优化

介绍拉西瓦电站计算机监控系统机组功率调节的现状,根据国家能源局西北监管局“两个细则”的考核要求,从优化响应时间、调节速率两方面着手,寻找满足考核要求的方法,最终通过试验,验证了机组功率调节性能优化的可行性,特撰写本文,以供同行参考。

利用柔性功率调节器抑制电力系统功率振荡

基于飞轮储能的柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的新型FACTS装置。FPC能够快速与电力系统进行动态功率交换,改变系统的电气阻尼,从而抑制电力系统的功率振荡,增强电力系统的稳定性。本文基于含一台FPC的单机无穷大系统模型,分析了FPC阻尼功率振荡的机理,提出了其功率控制器的控制策略。根据所建立的模型和控制策略,在EMTDC/PSCAD环境建立了该系统的仿真平台,进行了详细的全时域数字仿真研究。并通过研制一台10kW的FPC样机进行电力系统动态模拟实验研究。研究结果表明,FPC改善了系统的阻尼特性,增强了系统抑制电力系统功率振荡的能力。

大容量链式电池储能功率调节系统控制策略

大容量链式电池储能系统(battery energy storagesystem,BESS)是解决风力发电等可再生能源发电大规模并网问题的有效手段之一。针对BESS的功率调节系统(powerconditioning system,PCS)控制策略,在α-β静止坐标系下应用比例谐振(proportional resonant,PR)调节器实现瞬时功率无静差控制;通过注入零序电压实现相簇间荷电状态(stateof charge,SOC)均衡控制,并通过在各级联单元叠加相应交流电压实现相簇内各单元SOC均衡。仿真结果表明,采用该控制策略的PCS进行瞬时功率控制时具有较快的动态响应速度和较小的稳态误差,同时能有效实现SOC均衡控制,验证了该控制策略的正确性和可行性。

储能调相功率调制系统柔性功率调节器

针对目前电力系统故障时只能被动防御的局面,提出了一种新型FACTS装置,即储能调相功率调制系统,它将飞轮储能技术和传统的同步调相技术有机地结合起来,同时采用交流励磁、变速恒频和矢量控制等先进控制技术,使之具有储能、发电和调相等多种功能,将其用于电力系统的稳定性控制,使主动致稳成为可能。文中详细论述了该FACTS装置的核心部件——柔性功率调节器的控制策略和实现方法,并对系统实现所遇到的几个关键问题进行了深入分析。初步的研究结果表明,该装置可实现有功功率和无功功率同时四象限大范围的快速调节,使电力系统的稳定性增强成为可能。

多用途重水研究堆数字化功率调节系统仿真分析

基于MATLAB/Simulink平台构建了功率调节系统闭环内所有环节的数学模型,采用离散控制理论对简化的系统模型进行理论计算,获得了保持系统稳定的控制器参数范围。采用完整的系统模型在Simulink平台环境下进行仿真分析,确定了合适的采样周期及其最佳的PID控制器参数。仿真结果表明,数字化功率调节系统能有效克服反应性的扰动,并具备良好的随动特性。

三相并联式功率调节系统孤岛检测研究

提出一种适用于三相功率调节系统(power conditioningsystems,PCS)的带频率正反馈的主动移相式孤岛检测方法(active phase shift with positive feedback,APSPF)。通过引入频率误差形成主动移相角,并对系统的有功电流和无功电流采用不同的dq变换式,使得系统的有功不受频率误差的影响,而无功受控于主动移相角。给出APSPF法的检测盲区,分析该方法对无功功率控制精度的影响。针对多台PCS并联系统,分类讨论不同情况下的孤岛检测效果,分析各PCS频率检测误差对并联孤岛检测的影响。该方法易于实现,不影响并网电流波形控制能力,对系统的无功功率影响小,能适应不同的并网控制策略,且具有良好的鲁棒性,可以很好地适应多机并联系统。仿真和实验证明了所提孤岛检测方法的正确性和可行性。