完备序度量空间中的耦合公共点理论

本文通过构造特殊的映射和函数,利用压缩定理,研究完备序度量空间中耦合公共点的存在性和唯一性,改进了最近的一些结果.

基于小波包分解-概率模糊集特定策略下马尔可夫决策过程的微电网公共耦合点功率优化控制

并网运行下微电网内功率波动将通过公共耦合点(PCC)由大电网承担。为抑制不同时间尺度下的功率波动,使微电网通过PCC友好并网,基于马尔科夫决策过程(MDP)建立了反应微电网PCC不同时间尺度下交换功率大小和波动性的熵值回馈函数,以网内混合储能中超级电容器当前荷电状态(SOC)组成状态集合,决策过程通过策略迭代求解最优策略及其对应的最优熵值函数。在策略迭代中,提出一种以小波包分解-概率模糊理论为基础的特定策略集,作为当前状态到各分布式电源行动集合的映射。最后通过算例计算分析,验证了所提方法的正确性和有效性。

三相并网逆变器公共耦合点电压控制研究

现代电力设备负荷变化将影响系统公共耦合点电压质量,降低并网系统运行可靠性。根据不同的线路阻抗性质,并网逆变器可以注入一定有功或无功功率实现公共耦合电压恢复控制。本文首先从功率流角度分析了系统线路阻抗和负荷变化对公共耦合点电压峰值变化的影响,而后利用并网电流在不同线路阻抗上的压降补偿作用提出两种电流补偿闭环控制方案,实现负荷变化情况下公共耦合点电压快速恢复。最后搭建了并网逆变器实验样机并进行了公共耦合点电压恢复实验研究,实验结果证明所提方案可以实现负荷变化情况下电压快速恢复。

利用公共耦合点电压估计的微电网逆变器下垂控制策略

孤岛运行是微电网的一种典型运行模式。针对该模式下低压微电网配电线路阻抗不匹配会导致网内并联逆变器间无功功率分配不平衡、从而使公共点电压、频率产生波动的问题,本文提出了一种利用公共耦合点电压估计的微电网逆变器控制算法。具体策略是采用公共耦合点电压估计提供dq旋转坐标变换测量值,同时结合PI电流内环、电压外环的双环控制策略,可以有效解决配电线路阻抗不匹配时微电网逆变器间无功功率的合理分配问题,保证了供电电能质量。最后采用PSCAD仿真软件搭建了微电网控制模型并进行仿真,验证了该控制方案的合理性与有效性。

谐波阻抗变化对公共耦合点处谐波贡献量的影响

正确估计电网和用户在公共连接点产生的谐波贡献量,是检测和治理谐波污染的关键。现有的一些方法忽略了由于系统谐波阻抗的变化而引起的用户谐波注入的变化。分析了谐波阻抗变化对公共耦合点(point of common coupling,PCC)处谐波含量的影响;分X/R恒定和X/R变动2种情况,建立了M ATLAB/Simulink仿真模型,研究谐波阻抗波动对PCC处谐波电流、谐波电压及谐波功率的影响;利用仿真数据和计算结果绘制曲线,得到谐波阻抗对PCC处供电侧和用户侧谐波贡献量的影响规律。结果有助于当谐波阻抗变化引起系统振荡时用户和供电双方责任的划分。

感性电网阻抗下的微网稳定性分析

由于电网中感性阻抗和本地负载的影响,使得逆变器输出电流不能满足入网标准。建立了弱电网下考虑本地负载和电网阻抗的光伏并网逆变器控制模型,包括电网阻抗和公共耦合点处负载,并通过阻抗分析法,较精确地描述了系统的稳定裕量。研究不同电网阻抗下系统控制参数的整定,以提高光伏并网控制系统的稳定性。通过仿真验证此模型下参数整定的有效性。

主动配电网的谐波源定位方法及谐波责任划分

针对主动配电网非线性负荷的谐波特性,提出了一种应用于主动配电网的谐波源定位方法及责任划分规则。首先,建立负荷时域等值模型,利用公共耦合点上电压、电流的物理关系,采用参数辨识法定位主动配电网中的谐波源;其次,通过分析主动配电网中所有谐波源共同作用的母线谐波电压,并计算该母线与谐波源所在节点间的谐波互阻抗(自阻抗)而确认各个谐波源的贡献,从而利用谐波贡献法定量划分各个谐波源的责任。最后,通过18节点主动配电网模型案例,验证该方法的有效性和合理性。

电网谐波阻抗的测量及其修正

作为目前电网主谐波源分析的基础,主要研究了公共快速傅立叶变换耦合点的谐波阻抗的准确测量问题。采用基于干扰前后稳态波形的电网谐波阻抗测量方法,实现了利用FFT(fast forier transform)基波比较法修正测量过程中的相角偏移和采用αβ0对称分量转换法解决三相不平衡的问题。通过仿真实验表明,此谐波阻抗测量及其修正方法简单、正确,适于实际应用。

MMC-STATCOM的PCC电压下垂控制研究

配电系统中无功负载的投切会使公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压发生波动。为了提高配电网的电压质量,该文详细分析了基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(static synchronous compensator-modular multilevel converters,MMC-STATCOM)的PCC电压调节原理,采用带有无功电流指令值反馈环路的PCC电压下垂控制方法,根据输出无功电流指令乘以可控的变换器等效阻抗以实时修正PCC电压参考值。与传统的基于输出无功电流反馈值的下垂控制方法相比,该文提出的下垂调节方法不受电流内环控制性能的影响,PCC电压可以根据装置补偿容量与负载特性在可以接受的一定范围内波动。同时,MMC-STATCOM采用3个环路的均压控制策略以维持每个子模块的电容电压平衡。基于Matlab/Simulink平台的仿真结果,以及基于60 V/2 k VA实验样机的实验结果,验证了该文PCC电压下垂控制方法的正确性与有效性。

基于PCC的大系统与微电网静态建模仿真

针对微电网电源类型多样性及其在并网模式下运行状态易受大系统影响的特性,建立了基于大系统与微电网公共耦合点PCC端口的系统静态仿真模型。分布式直流电源(燃料电池等)通过逆变器转换为等值交流电源后,同分布式交流电源(风能发电机组)一起通过可调变压器接在微电网母线上,这时微电网可等值为包含燃料电池、光伏电池、储能装置及风能发电机组的戴维南电路并与大系统等值电路建立电气联系。通过Matlab/Simulink仿真验证了大系统等值电路及各种分布式电源等值交流电路的有效性,所建模型为进一步研究微电网提供了良好的仿真平台。

一种特定次谐波阻抗的孤岛检测方法研究

分析了公共耦合点(PCC)处的谐波阻抗测量原理,讨论了注入电流谐波次数的选取方法,研究了计算特定次谐波电压和电流幅值的Goertzel算法,在此基础上设计了基于Goertzel算法计算注入特定次谐波阻抗的孤岛检测方法,通过控制单相并网逆变器的电流,向电网注入特定次谐波电流,检测PCC处谐波阻抗大小来判断孤岛现象是否发生。仿真和实验表明所提孤岛检测方法实用性好、检测盲区小,可应用于分布式电源孤岛检测。

下垂控制逆变器中并网功率控制策略

下垂控制策略广泛应用于交流微电网中,可以实现并网模式和孤岛模式的无缝切换以及不同逆变器之间的功率均流。然而,在目前的研究工作中,并网模式下的工作性能却很少被考虑到。实际上,并网模式下的功率控制会受到电网频率以及电网电压幅值波动的影响,并且传统下垂控制中无功功率控制本身就存在静态误差。因此提出了电网频率和电网电压幅值前馈控制来抑制电网波动对功率控制的影响,另外基于此提出公共耦合点电压幅值控制实现无功功率的无静差跟踪。基于提出的控制策略实现了下垂控制逆变器并网功率的精确稳定控制。

基于贝叶斯定理的系统谐波阻抗估计

提出了基于贝叶斯定理计算系统侧谐波阻抗的方法。首先根据最大熵原则,系统侧谐波阻抗的先验分布设为均匀分布;其次利用核密度估计获得停机时刻的真实背景谐波电压的概率分布,从而得到先验阻抗值对应的背景谐波电压条件概率;然后根据贝叶斯定理,利用已求得的条件概率修正先验分布,得到后验分布;最后以损失函数最小化为准则求得系统侧谐波阻抗。该文方法适用于任意背景谐波分布,且背景谐波干扰较大时,仍具有较高的准确性。此外,从概率的角度分析系统侧谐波阻抗,提出利用信息熵减量和可信区间宽度,为计算的可靠性评估提供依据。仿真分析和现场数据计算表明,该文方法具有有效性和准确性。

基于二阶盲辨识的系统谐波阻抗计算

文章指出随机独立矢量法的误差是由于将公共耦合点的谐波电流近似等效为用户侧谐波电流引起的,根据误差分析,提出基于二阶盲辨识的系统谐波阻抗估计方法。首先分离测量得到的谐波电压和电流信号为快速变化部分和缓慢变化部分。根据系统侧和用户侧谐波电流快速变化部分近似独立性的性质,对公共耦合点的谐波电流和电压快速变化部分进行二阶盲辨识计算,得到4个独立信号;根据公共耦合点的谐波电流近似等于用户侧谐波电流,即具有较大的相关系数,计算独立信号与公共耦合点谐波电流之间的相关系数,根据相关系数的大小判断4个独立信号中的用户谐波电流实虚部;最后,根据随机矢量协方差为零的性质,计算得到系统谐波阻抗值。通过仿真计算表明,文中方法有效的提高了随机独立矢量法的计算精度,具有较高的准确性。

基于PCC电压检测的有源电力滤波器研究

传统有源电力滤波器(APF)实现谐波补偿功能时采用较多的是基于负载电流检测的方法,且使用比例积分(PI)控制器。由于PI控制器无法实现对交流量的无静差跟踪,所以补偿效果有限;且检测负载电流需额外的电流传感器,当谐波源距离较远时,检测负载电流并将其信号远距离传送就很困难。因此这里采用一种无电流传感器的谐波补偿控制方式。该方法检测的是滤波器与电网所连接的公共耦合点(PCC)电压。通过归纳电压与电流之间的关系,将电压信号转换为补偿谐波的指令电流信号,经比例复数积分(PCI)算法,实现无静差控制,完成系统谐波补偿。仿真与实验结果验证了该方案的正确性与可行性。

微电网谐波治理控制策略研究

为了解决微电网中的谐波问题,使微电网公共耦合点的电能质量得到改善,该文采用分层控制策略,通过一次控制和二次控制分别对微电网中的谐波进行治理。其中一次控制进行基本的控制,二次控制通过公共耦合点补偿控制计算模块和APF补偿控制计算模块共同对微电网的电能质量进行治理。各个模块及各个控制层之间互相配合,最后通过MATLAB仿真模型的验证,证明该文所提的控制策略能很好地解决谐波问题。

风电场直驱机组实时数字仿真等值建模研究

以风电场公共耦合点(Point of common coupling,PCC)运行特性一致为目标,提出了一种基于直驱风机箱变阀侧输入阻抗不变的改进等值方法。以箱变阀侧电气元件输入阻抗不变为原则,结合设定的目标额定容量,计算箱变阀侧及发电机机端额定电压,进而得出各电气元件等值参数。以某直驱风电场为例,考虑集电线路的化简,在实时数字仿真系统中分别搭建12台参数相同的2.5 MW多机详细模型、1台30 MW单机常规等值模型及1台30 MW单机改进等值模型,通过仿真对比3个模型在PCC点的动态特性。结果表明,3个模型的运行特性基本一致,证实该等值方法能准确反映PCC点的动态特性。

一种快速小盲区的主动移频式孤岛检测方法研究

针对光伏PV并网发电系统中孤岛检测速度、检测盲区等问题,提出了一种快速小盲区的带正反馈的主动频率偏移检测方法。该方法根据第0个检测周期的公共耦合点PCC的电压频率与电网电压额定频率之差来确定初始斩波因子及施加扰动方向;并对第i个检测周期以前PCC点电压频率变化量分别取绝对值后进行累加,将累加值作为正反馈量施加至PCC点,在规定的检测周期内,完成孤岛的检测。采用Qf0×Cnorm坐标系对算法的检测盲区进行描述,利用Matlab/Simulink对孤岛检测性能进行仿真分析。结果表明:相比AFDPF法,新方法在满足并网电能质量的同时,具有更小的检测盲区;对感性负载的孤岛检测时间缩短至0.06 s,对容性负载只需0.04 s即可检测出孤岛;孤岛检测结果符合我国孤岛检测标准要求。

微电网的电压质量控制方法

为了解决由于不平衡负载的接入而引起的电压质量问题,从而使微电网公共耦合点的电压质量得到改善,提出了电压质量的二次控制方法。基于αβ坐标系,采用分层控制策略,对微电网的电压、频率、功率进行补偿与修正。采用分层控制中的一次控制对微电网的基本参数进行跟踪与控制,通过调节参数来维持微电网的稳定运行。采用二次控制分别对微电网电压幅值、频率及无功功率偏差进行修正,并对不平衡电压和功率进行补偿与均分。最后通过仿真模型的验证,证明所提控制方法能很好地对电压质量进行改善。

分布式电源并网保护研究综述

在公共耦合点处安装并网保护是使分布式电源满足并网要求的一种重要、新型的继电保护措施。首先,在对国内外分布式电源并网的相关标准及发展历程进行总结的基础上,给出了并网保护的定义。然后从故障检测、孤岛检测和重合闸等方面分析了并网保护的功能与配置,并对故障检测和孤岛检测功能的可靠性和速动性进行了分析与讨论。最后,从并网标准和并网保护原理2个方面,分析了并网保护在理论与应用方面存在的主要问题,给出了今后的重点研究方向。