基于孤岛模式的可再生能源电网分层能量平衡控制方法

为提升区域电网的稳定、安全运行,需充分协调和控制各类可再生能源能量。提出基于孤岛模式的可再生能源电网分层能量平衡控制方法。该方法以多代理系统为核心,控制可再生能源电网分层能量平衡。在确定多代理系统的控制条件后,设计多代理系统的结构;利用Agent平台构建分层能量平衡控制方法,使配电网调度层、电网中央控制层以及源储荷本地控制层之间相互协调,通过蓄电池Agent控制和下垂控制协调和调度能量资源、保证输出功率的合理、平衡分配,控制可再生能源电网分层能量平衡。测试显示方法具备可再生能源设备运行状态计算能力,获取不同设备的运行状态结果;控制效果良好,电压在切投过程中稳定在305 V左右,频率的波动范围在49.5 Hz~50.5 Hz之间;日弃风弃光量均低于17%,净负荷波动功率结果均在0.52 kW以下,满足应用需求。

锅炉跟随控制的构成——兼论直接能量平衡控制的动态特性

直接能量平衡控制法在国内大型火电机组中已开始使用 ,它对锅炉汽压对象特性的作用十分显著。文中以火电机组的锅炉跟随控制系统为基础 ,分析了直接能量平衡控制法对锅炉汽压对象特性的影响 ,以30 0 MW机组为例 ,通过仿真说明了直接能量平衡控制法比其它形式的复合型锅炉跟随控制系统对负荷扰动和燃料扰动具有更好的稳定性。图 6表 1参

交流侧故障下MMC-HVDC能量平衡控制策略

针对模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流输电系统(MMC-HVDC)在交流侧故障下的常规控制方法存在换流器内部能量难以快速控制,交流侧故障导致各桥臂间能量可能出现不平衡等问题.从换流器内部机理的控制角度出发,提出了基于能量平衡控制的MMC控制方法,该方法通过优化控制MMC各桥臂电流分量来调节换流器桥臂间的功率流向,实现交流侧电流与换流器内部能量的协同控制,有效抑制换流器在系统故障过程中所引起的内部能量不均衡过程.最后,通过MATLAB/Simulink平台搭建了37电平MMC-HVDC仿真模型,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性.

ISG并联式混合动力汽车能量平衡控制策略

针对传统的并联式混合动力汽车(PHEV),通过对其行驶过程的能量平衡进行分析,以提高发动机效率和电机驱动系统的效率为依据,设计了一种ISG并联式混合动力汽车(ISG-PHEV)能量平衡控制策略。在综合路况下进行了仿真,结果表明:与传统无ISG电机的PHEV相比,ISG-PHEV的百公里平均耗油量降低了9.6%。

单轴并联式混合动力汽车能量平衡控制策略

针对混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)的能量进行合理管理,能有效提高能量的利用率,减少有害废气的排放。针对单轴并联式混合动力汽车,在对能量平衡分析的基础上,以提高发动机效率和降低油耗为目标,采用电机来平衡发动机上的能量需求,从而控制发动机工作在高效区,并确定了发动机高效区的边界条件。然后,制定了能量平衡控制规则,进行了仿真对比分析。结果表明,与电辅助控制策略相比,能量平衡控制策略中HEV百公里油耗量降低了6.1%,发动机效率提高了8.1%,电机效率提高了10%。

基于MMC的直流电网分层能量平衡控制

直流电网的瞬时能量平衡控制是其安全稳定运行的关键。当前,研究人员在进行直流电网的能量平衡控制策略设计时,重点关注了换流器之间的功率平衡控制,而忽视了换流器内部的瞬态能量平衡控制,因此无法满足直流系统暂稳态能量在较小时间尺度上进行平衡调控的要求。以基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流电网为研究对象,重点对MMC的内部瞬态能量平衡控制进行了研究。首先,从MMC桥臂瞬时功率转移出发,对MMC的换流过程进行了分析;然后,以不同换流回路瞬态能量平衡为控制目标,分别提出了基于子模块电容能量平均值反馈控制和波动值预估控制策略;最后,通过PSCAD电磁暂态仿真,验证了所提出方法的有效性。

基于能量平衡的电能路由器综合控制技术

电能路由器由多级电力电子变换单元组合而成,利用各级单元之间的能量传递关系实施综合控制可以提高电能路由器内部直流母线电压的瞬态性能,进而提高电能路由器的瞬态性能。本文首先建立电能路由器的能量模型,然后建立两条不同时间尺度的能量支路,根据其中的能量平衡关系分别设计了控制两级母线电压的能量平衡控制器,同时根据拓扑中各个级联模块之间的能量关系设计了用于级联模块的均压控制器。之后,对于实际系统中无源器件的参数差异对控制模型的影响进行分析,最后给出了基于能量平衡关系的电能路由器的并网运行综合控制策略。仿真结果证明了所提能量平衡控制方法的有效性,并分析了两级母线电容值变化分别对各自母线电压瞬态值的影响,说明采用能量平衡控制可以减少母线电容的设计余量。实验结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。

基于离散状态事件驱动仿真方法的牵引变流器能量平衡控制策略

目前,面向牵引的电力电子变换器应用广泛,但是这类大功率装置对可靠性的要求较高,并且需要避免器件应力导致的过压问题,因而对直流母线电压的稳定性提出了很高的要求。由于牵引变流器的工况随着机车运行情况的变化而变化,因此其单向整流器的控制策略应具有可靠的高性能,以保证直流母线电压的抗扰性和随动性。该文提出针对牵引变流器的单相整流器能量平衡控制策略,该策略能够提高单相整流器动态性能。在研究控制策略的过程中,需要进行多组参数的对比测试以及多种工况的仿真,因此需要一种高效、高精度、收敛性好的仿真工具。该文利用离散状态事件驱动(discrete state event driven,DSED)仿真方法,针对牵引变流器搭建了数值仿真平台,在同平台实现了多时间尺度(系统级动态过程和器件级瞬态过程)的高效、准确仿真评估。基于DSED牵引变流器仿真平台,将单相能量平衡控制与经典PI控制方法进行了对比。实验结果表明:能量平衡控制在各类动态过程中均表现出响应速度快,有效抑制直流母线波动的特点。同时,结合能量平衡控制与模组电容连接母排结构,能够明显减小关断电应力和器件使用所需留出的余量。

能量平衡控制的稳态误差和全局稳定性分析

能量平衡控制是从能量角度出发的一种控制策略。相比传统控制方法,能量平衡控制通过将电压电流归结为储能元件中的能量而达到协调统一控制多个目标;根据系统数学模型由能量或功率控制目标精确计算控制信号,从而达到控制性能的协调提升。但现有的能量平衡控制既没有稳态误差分析也没有减小稳态误差的方法,还缺少全局稳定性分析。该文针对能量平衡控制提出了稳态误差和全局稳定性分析,首先将现有的3种能量平衡控制等价为"外环滑模面+内环"的形式,在此基础上定量分析稳态误差并加入了全局Lyapunov稳定性分析,给出了能量平衡控制参数的设置方法。

基于能量分析的MMC-STATCOM电容电压三级平衡控制

为实现模块化多电平变流器（MMC）作为电网静止同步补偿器（STATCOM）进行无功补偿的目的,同时满足各模块电容电压平衡的要求,可以采用三级能量平衡控制策略。首先对MMC中相与相之间、上桥臂与下桥臂之间、子模块与子模块之间能量变换和转移机理及特性进行了深入分析。详细探讨了影响MMC能量平衡的决定因素;又采用了基于准PR控制器的二倍频环流抑制策略抑制环流;在此基础上,借鉴了三级能量平衡控制策略,实现了电容电压的平衡控制。仿真结果表明：通过对MMC内部能量平衡控制,能够减缓系统遭受相间负载不平衡大扰动后的电容电压波动,从而避免由于三相不平衡所引起的STATCOM脱网运行事故。采用所提的电容电压平衡控制策略可以有效提高MMC-STATCOM的安全稳定运行能力。

机炉能量直接平衡控制策略论述

说明了在单元制火力发电机组负荷协调控制中机炉能量平衡调节的任务及难度。

纯电动汽车集成热管理系统控制策略对比研究

纯电动汽车的电池与驾驶室热管理会影响车辆的驾乘舒适性与安全性。该文通过仿真研究纯电动汽车集成热管理系统在通断型控制策略与能量平衡型控制策略下驾驶室温度、电池温度、压缩机功率、压缩机转速的变化情况。结果表明,所采用的能量平衡型控制策略在满足驾驶室与电池制冷需求的情况下,相较于传统通断型控制策略在仅驾驶室制冷、仅电池制冷与驾驶室与电池同时制冷的工况下分别节省0.3、0.56、1.05kW·h的电量,并通过试验验证了能量平衡型控制策略能够满足系统的性能要求。

能量平衡和树型路由的AODVjr改进算法研究

在短距离无线通信技术的研究中,Zig Bee的AODVjr算法在保持了AODV的原始功能的基础上,只选择最佳路由路径传输。但由于每个节点需保存路由表,因而增大了路由成本,并且上述算法未提出有效的措施来维持整个网络的能量平衡。确保节点不过度使用或经常空闲对低速率无线网络的节能优化尤为重要。为此提出一种基于能量平衡和树形结构的AODVjr改进算法。新算法首先判断传输数据类型,根据不同类型数据采取不同路由发现过程,然后在转发数据选择下一跳路由节点时要估计所有可选路径节点的剩余能量。为避免某些能量低的节点快速耗尽剩余能量而停止工作,在可选路径中选择剩余能量最多的节点完成数据的转发,从而控制网络能量的平衡。仿真结果表明,改进的AODVjr路由算法可有效减少网络开销,延长网络寿命。

电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用(二):应用部分

文中在系列论文上篇介绍电力电子混杂系统多时间尺度分析和控制理论的基础上,进一步介绍其应用。首先从大容量和大规模电力电子系统应用需求出发,阐述电力电子技术应用面临的机遇和挑战;分析和介绍基于数值凸透镜原理的离散状态事件驱动建模仿真方法;分析和介绍基于多时间尺度的主动控制和能量平衡综合控制方法;特别综合展示这些方法在兆瓦级多端口多功能电力电子变压器中的实际应用情况;最后对多时间尺度分析控制方法的未来发展进行展望。

考虑桥臂参数不对称和子模块故障的MMC协同控制策略

近年来,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)受到广泛关注并得到迅速发展,在实际工程中,MMC上、下桥臂参数不可避免地会存在不一致;另外,当MMC桥臂子模块因故障旁路时,会导致6个桥臂子模块数目的不对称,以上两种桥臂不对称现象,均会打破MMC内部原有的能量均衡,同时导致换流器阀侧电流出现直流和2倍频谐波,以及导致直流电流中出现基频和二倍频谐波等问题。为解决以上问题,该文考虑桥臂参数不对称和子模块数目不对称同时存在的复杂工况,提出了MMC协同控制策略,此策略在充分保留子模块电压保护裕度的前提下,即可抑制桥臂参数不对称导致的直流侧/交流侧谐波,又可抑制桥臂子模块数目不对称导致的谐波,有效的改善了MMC交直流输出外特性的性能。最后,搭建了双端MMC仿真模型,仿真结果验证了理论分析及所提策略的有效性。

基于模块化多电平换流器的直流电网预充电控制策略

该文介绍基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流电网启动预充电过程。直流电网启动时,若有源站和无源站解锁顺序或控制策略不当,都将产生较大的冲击电流和电压跌落;同时若无源站解锁后采用常规控制策略,将导致无源站站间直流电压和子模块电容电压出现振荡。分析解锁后充电过程中有源站和无源站之间的能量转移和交换规律以及无源站间电压振荡机理。提出直流电网有序解锁方案和改进多电平调制算法,同时设计无源站闭环能量平衡控制策略。在PSCAD/EMTDC中建立一个基于MMC的4端直流电网模型,在该模型中对所提启动控制策略进行仿真验证。结果表明,所提出的闭环控制能够保证解锁过程中无源站站间电压振荡得到有效抑制,确保系统直流电压和所有换流站子模块电容电压都能按照设定值进行充电,实现直流电网平稳快速启动。

maxDNA分散控制系统在电厂DCS系统改造中的应用

介绍了采用maxDNA分散控制系统对国产300MW火力发电机组的MAX1000进行改造的应用;阐明了该控制系统的特色和在300MW机组控制应用中的结构;特别是对实现锅炉和汽机的协调所采用的直接能量平衡控制策略作了分析。

UPFC多通道高速控制系统关键技术研究

为了满足UPFC实际工程中高速、稳定的控制要求,基于自研的多通道总线技术控保平台,构造了UPFC在dq0坐标系下端口受控的耗散哈密顿(PCHD)模型,得到误差能量函数。从最本质的能量角度出发,采用注入虚拟阻尼的方法设计了UPFC的电流内环控制器,加快了误差能量的耗散,确保系统的稳定性。功率外环采用PI控制提供内环所需期望电流,提高了系统抗扰能力,实现了对有功和无功的解耦控制。最后结合工程案例,搭建了二十七电平UPFC的RTDS实验,验证了能量平衡控制的可行性和有效性。

计及直流侧大电感的MMC建模与控制

在直流侧串联限流电抗器的模块化多电平换流器高压直流输电系统中,对于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)其直流侧存在一个等效大电感,传统的控制策略不能满足暂态过程中MMC直流侧电流和子模块电容电压的动态需求。针对这个问题,文章提出一种MMC内外部电流解耦控制和子模块电容能量分层平衡控制的新型控制策略。该方法将MMC桥臂电流分解成直流侧电流、交流侧电流和相间环流,实现MMC内外部电流的解耦独立控制,通过控制MMC的直流侧电流、相间环流的直流分量和正负序基频分量完成对子模块电容能量的分层平衡控制。在Matlab/Simulink仿真软件中构建计及直流侧大电感的MMC仿真模型,并进行验证。仿真结果表明,当MMC直流侧包含大电感时,所提改进建模和控制方法能显著提高其直流侧电流和子模块电容能量的暂态性能。

微型电网技术研究初探

微型电网是利用新型发电技术、储能技术和电力系统控制技术为负荷供电的小型电力系统。开展微网技术的研究是推动可再生能源开发与利用的有效途径之一。诠释了微网的本质及特点,阐述了国内外微网实证系统的开发现状,重点对微网的运行分析、能量平衡控制、设计与规划、电能质量、故障检测等方面的研究现状进行了剖析。在此基础上对微网技术的关键问题及发展前景进行了探讨。