基于等效电流源的级联混合直流馈入系统强度影响分析

级联型混合直流系统受端的模块化多电平换流器高压直流系统(modular multilevel converter high voltage direct current,MMC-HVDC)和电网换相换流器高压直流系统(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)会因馈入点电气距离较近而存在强相互作用关系。为明确级联型混合直流馈入系统中MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响,提出考虑幅值和相位的MMC等效电流源的简化等效方法,基于所提MMC等效原理将级联型混合直流馈入系统等效成单馈入LCC-HVDC系统,分析等效单馈入系统的参数计算方法,并提出等效单馈入短路比评估指标。最后通过该指标分析归纳了不同控制方式、不同电气距离下等效单馈入系统的系统强度变化情况,即为MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响规律。机理分析和基于PSCDAD/EMTDC、MATLAB的仿真结果表明,所提等效方法具有有效性且所提指标能很好地反应MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响。

用于提高级联型电源系统稳定性的自适应有源电容变换器

级联结构是直流分布式供电系统中常见的结构之一,然而,系统中各个子系统/模块之间的交互可能会引起整个系统的不稳定。本文阐述了级联型系统不稳定问题的本质原因,在此基础上提出了用于提高级联型电源系统稳定性的自适应型有源电容变换器,具体讨论了该变换器的物理意义,工作原理和参数设计,对一个120W、不稳定的Buck-Buck级联型系统进行实验,验证了有源电容变换器的正确性。

混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略

整流侧采用LCC、逆变侧采用MMC与LCC串联的混合级联型直流输电系统可实现直流故障穿越、换相失败抑制和大容量功率传输。建立混合级联型直流输电系统模型,设计系统整体控制策略,并利用PSCAD/EMTDC仿真软件研究系统功率阶跃时的动态特性,验证控制策略的有效性。对系统的直流故障特性进行仿真分析,发现若不采取合适措施,系统发生直流故障时会出现由于并联MMC之间的电流分配不均衡而产生过电流现象以及故障清除后系统恢复过程波动大的问题,为此,提出系统故障期间及故障清除后的恢复控制策略,仿真验证了该控制策略的有效性。

级联准Λ-型四能级系统电磁诱导透明特性

双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统。通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响。在耦合场和微波驱动场共同作用下,系统的探测吸收谱呈现为Autler-Townes双峰与EIT的叠加,可以用缀饰态理论对此做出合理解释。研究结果表明,Autler-Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用,EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用。

换相失败引发送端混合级联直流系统换流母线暂态电压波动机理及抑制策略

与电网换相高压直流输电(line commutated converter HVDC,LCC-HVDC)相比,送端混合级联直流系统具有灵活性高、弱网适应性强等优势,但其换相失败后交流系统暂态电压波动机理尚不明晰。为此,首先建立了暂态电压与系统强度、功率不平衡量之间的定量关系。考虑有功、无功不平衡量对暂态电压的影响,推导了暂态电压变化率表达式。明确了换相失败及其恢复期间换流母线暂态电压特性。其次,为抑制换流母线暂态过电压,推导了LCC直流电流指令值与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无功指令值表达式,提出了基于多换流器的协同抑制策略。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建仿真模型,验证了机理分析的正确性及抑制策略的有效性。

级联型高压变频系统无速度传感器矢量控制策略研究

为提高级联型高压变频调速系统的可靠性和鲁棒性,提出了一种用于级联型高压变频系统的无速度传感器矢量控制策略.该策略重点针对磁通观测模型、转速辨识方法及PWM死区补偿方法进行了优化;改进了磁通观测中的电压模型,采用基于转子磁通角度的模型参考自适应(MRAS)转速辨识方法,对PWM进行了死区补偿,进而提高了系统低速性能和控制精度.在Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型.设计构建了大功率实验平台,实验结果与仿真结果相符,表明系统具有良好的转速辨识精度和调速性能,加入死区补偿可以减小低速区的转速波动,提高了低速区的转速辨识精度,验证了所提出控制策略的正确性.

级联型PID系统在加料含水率控制上的应用

杭州卷烟厂CO2膨胀工艺制丝线加料含水率控制系统采用开环单PID控制模式,存在控制能力差、含水率波动较大、人为干预不及时、控制精度低等问题,为此设计了基于级联型PID控制模型的加料含水率自动控制系统。该系统采用延迟3 min后的润叶机出口含水率作为加料机入口含水率,用于调节加料入口含水率偏差;加料出口含水率作为PID级联回路控制,加料筒内部水流量作为PID控制主回路。应用结果表明,级联型PID控制系统实现了自动反馈调节功能,减小了含水率波动幅度;采用双反馈控制模式,增强了系统预判断能力和控制的实时性,基本消除了含水率控制的滞后性,提高了加料机出口烟叶含水率的控制能力。改进后含水率月合格率从83%提高到92%,提高了烟丝的工艺质量。

基于改进下垂控制的并网级联型储能系统SOC均衡策略

针对并网级联型电池储能系统的电池荷电状态(State of Charge,SOC)不均衡问题,提出了一种基于改进下垂控制的电池组SOC均衡策略。该策略在传统下垂控制基础上,通过考虑各电池组SOC实时估计信息,在不影响正常功率输出并保持与电网同步的前提下,引入分配修正项来实时优化分配各级联模块的有功功率和电压幅值参考,实现各级联模块的SOC均衡。通过调整分配修正系数,调节各级联模块输出功率差异,从而控制电池组的SOC均衡速度。采用奇异理论分析了该控制策略的稳定性,给出了控制参数的设计依据。不同工况下级联型储能系统的仿真结果,验证了所提控制策略及其理论分析的正确性和有效性。

LCC-MMC混合级联型直流输电系统启动控制策略研究

为实现逆变侧采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和多个并联模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)阀组串联的混合级联直流输电系统的安全、可靠启动,提出了一种按照不可控充电和系统控制解锁两阶段划分的启动控制策略。首先建立该类混合结构下直流系统的数学模型。在对低压端MMC不可控充电阶段暂态特性分析的基础上,推导了MMC最大启动冲击电流和预充电时间的等效计算公式,并根据最大冲击电流和预充电时间为MMC启动过程中限流电阻的选取提供依据。其次,在系统级控制器解锁至系统稳态运行阶段,针对MMC并联组在控制器解锁时产生的不平衡启动电流问题进行了分析,提出一种基于不同换流器间控制时序配合与自适应MMC功率参考值的启动优化策略。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提启动方案可以有效实现混合级联型直流输电系统的平稳启动。

基于SOC均衡的级联型储能系统协调控制策略

电池储能可有效解决大规模海上风电并网系统存在的间歇性与随机性的缺点,起到功率波动平滑、惯量补偿和调频调峰等作用。与传统电池单体直接串并联扩容技术相比,以双向直流变换器为接口的电池模块输出串并联组合扩容方式由于可消除储能系统内部的环流、提高系统能量利用率而具有广大的应用前景。此处面向直流级联型电池储能系统,针对储能系统模块存在的输出功率与电压控制耦合问题,提出了一种基于荷电状态(SOC)均衡的储能系统协调控制策略,在直流变换器及逆变器不超额运行的前提下解决了储能系统模块间功率电压的自主协调控制、SOC均衡及故障冗余问题,实验结果证明了所提控制策略的有效性。

级联随机共振线谱检测粒子群优化算法

针对水声探测领域中对低信噪比水下目标进行线谱检测这一难点,提出一种基于粒子群算法的级联型随机共振系统检测方法。利用粒子群算法自适应地调整系统参数,解决了随机共振系统检测未知频率的低信噪比水下目标时参数选取困难的问题,并通过系统级联有效提高了目标信噪比。经仿真验证,该方法能够自适应地调整随机共振系统至最优状态,可以有效对-20 dB的目标信号进行线谱检测。该方法可以使随机共振系统的效果充分发挥,保证水下目标探测工作的可行性和可靠性。

级联型电池储能电网不平衡下控制及故障保护

级联型电池储能系统(BESS)基本的控制目标是充放电功率控制,调压、调频等高级控制策略均是在此基础上实现的。在级联型BESS中,每相N个电池模组分散接入H桥变换器的直流侧,电池容量能够得到充分利用的前提是各相内及相间电池组荷电状态(SOC)均衡。在电网电压出现不平衡或储能变流器(PCS)的模块出现故障时,仍需保证电池模组SOC均衡,以保证整个BESS仍能正常工作,从而提高系统的可靠性。