孤岛微网中固态变压器间环流抑制研究

在未来可再生电能传输和管理微网(future renewable electric energy delivery and management,FREEDM)中固态变压器间会因输出电压偏差及输出阻抗的不匹配而产生环流,孤岛模式下尤为严重,为此,在下垂控制器中引入固态变压器(solid state transformer,SST)间输出电压偏差反馈调节,减小输出电压相角差和幅值差;采用基于模糊控制理论的瞬时环流反馈,进行动态虚拟阻抗调节,使得SST输出阻抗按额定功率精确匹配。仿真及分析表明,电压偏差反馈调节配合动态虚拟阻抗控制可以有效地抑制SST间环流,同时提高SST输出电压的稳定性。

基于物联网的系统差动保护方法实现

介绍了对未来可再生电能传输与管理系统保护及运行改进,该系统使用固态变压器连接住宅交流和直流微电网到配电系统,并使用故障隔离设备隔离故障线路,提出一种电流差动保护方案来检测基于FREEDM的微电网网络中的故障,该方法使用相量测量单元进行数据同步并最小化测量误差,并采用物联网技术和Wi-Fi通信方案在设备间进行数据监测和互连。然后通过一个仿真FREEDM系统进行测试,在不同位置施加了不同类型和不同故障电阻的故障来证明所提出的保护方法在检测故障状态方面的有效性,利用安全性、可靠性和准确性指标对所提出方法的性能进行了调查。最后设计、实施和测试了FREEDM系统的原型,使用Proteus软件模拟器和实验室进行了测试。测试结果证明,所提出的保护方案以快速、可靠和准确的方式检测和隔离故障状态的效率,该保护方案对于所有故障实现了高达98.825%的准确率。

高压微网孤岛运行时频率稳定控制策略研究

当采用大量电力电子设备的微网孤岛运行时,使用P/f下垂控制存在负荷快速分配与频率稳定控制之间的矛盾,为此,提出改进的P/和Q/V下垂控制策略,将电压和相角偏差作为前馈量加入功率控制环节,实现电压和相角的二次调整,提高潮流变化时系统的动态适应性。仿真分析表明,所提出的控制策略不仅可实现负荷快速分配,而且相比P/f下垂控制具有更小的频率偏差,为高压微网孤岛运行时频率稳定控制提供了一种新方法。

应用于智能微网的SVPWM固态变压器研究

固态变压器(SST)是美国北卡大学所兴建的新型智能微网示范工程FREEDM的核心设备。本文以FREEDM的先进理念为背景,对SST的工作原理、主要创新功能和拓扑结构进行了分析,建立一个基于我国电力系统参数的三相交-直-交型SST模型,探讨该模型输入AC-DC整流单元、中间DC-DC变换单元和输出DC-AC逆变单元各部分的实现方式和控制策略,并引入空间电压矢量PWM(SVPWM)控制技术,提高SST的性能。通过Matlab/Simulink仿真分析表明,该SST模型能够实现单位输入功率因数和电能双向流动,输出三相工频正弦交流电压,具有良好的抗干扰性能,对FREEDM中国化具有重要意义。

电能存储系统技术应用情况

分析了现有电能存储(EES)系统的应用现状以及新的应用趋势,即在可再生能源、智能电网、智能微网、智能屋、电动汽车方面的应用。在此基础上,分析了电能存储系统的梯级管理和控制方法。