基于融合专家知识DDPG的孤岛微电网频率调节策略

随着风、光等间歇性新能源接入到孤岛微电网,传统控制方法在进行频率调节时难以有效协同源-荷-储等多种资源以应对源-荷的随机性波动所导致的频率偏差问题。为此,提出了一种融合专家知识与深度确定性策略梯度(DDPG)的孤岛微电网频率调节算法,通过专家知识的经验规则引导各调控设备与环境高效交互,提升多资源协同频率调节的性能。仿真结果表明所提调频策略能够充分挖掘微网内多种资源的调频潜力,并有效提升调频性能。

集成VSG频率调节与经济调度的微网分布式优化

在通信受限的情况下如何对低惯量孤岛运行的微网同时进行频率调节和综合经济调度,是目前需要解决的难点。建立了含多类型电源虚拟同步机(VSG)的微网调度控制模型,提出了一种集成频率调节与综合经济调度的分布式优化算法,来同时实现微网中的频率调节和经济调度。在综合考虑各类电源VSG成本和收益以及微网整体惯量和备用容量需求的基础上,提出了一个分布式经济调度问题,该问题最小化了各类型VSG参与频率调节所产生的综合成本并提高了微网在扰动下频率的稳定运行能力;在考虑微网逆变器的动态特性的基础上重构优化问题,利用事件触发通信在线感知和补偿供需失衡,解决了最优调度问题。仿真结果表明,所提方法能够避免跨时间尺度的层间协调,提高系统的惯量、调频能力以及经济性,并增强对短期通信故障的鲁棒性。

基于频率调节的电动汽车无线充电互操作性提升方法研究

随着电动汽车无线充电技术的普及,如何实现不同厂家、不同型号的地面端与车辆端设备之间的互联互通,已成为制约无线充电技术推广和规模化的关键性问题。该文首先通过定义归一化角频率和电路类品质因数Q、Qf表征系统频率与系统固有参数特性,提出一种电动汽车无线充电系统模型的简化方法,并对系统频率特性进行分析研究;然后提出基于频率调节提升电动汽车无线充电系统互操作性的方法;最后搭建大功率电动汽车无线充电互操作性实验平台,通过仿真与实验验证了通过频率调节提升互操作性的正确性。该文对电动汽车无线充电技术的推广与产业化发展提供了理论支撑与技术参考。

参与微电网频率调节的光伏发电系统模糊自适应功率控制

针对光伏在微电网中渗透率不断提高导致系统惯量和频率响应能力不足的问题,提出一种模糊自适应功率控制策略。首先,每相邻两组光伏阵列分别通过前级Buck-Boost型DC/DC变换器并联后再通过DC/AC逆变器接入微电网,其中一组光伏阵列运行在最大功率点追踪模式,并为另一台运行在模糊自适应功率追踪模式的DC/DC变换器提供最大功率参考;其次,考虑到光伏发电运行中负荷变动、辐照度波动等多种因素导致的系统频率波动,设计了模糊自适应控制器,以相邻光伏阵列提供的最大功率参考和当前系统频率为输入,决策输出功率储备因子,并结合最大功率参考生成光伏输出功率指令,实现光伏发电输出功率的自适应调节。最后,光伏阵列运行在模糊自适应功率追踪模式具有上下灵活调节的功率储备,通过自适应增加或减少功率储备实现微电网频率的双向调节。该控制策略减少了最大功率点估计器使用、无需详细的光伏模型且易于实现,基于IEEE 13节点测试系统的仿真结果验证了所提控制策略能够有效抑制微电网频率的波动。

光伏发电主动参与电网频率调节控制策略研究

随着光伏发电大量并网,电力系统调频问题日益突出,传统基于最大功率追踪控制的光伏并网策略不能响应电力系统的频率变化,因九,开展光伏发电主动参与电网频率调节的研究具有现实意义。本文设计了因负荷功率投切产生的电网频率波动场景,并基于Matlab/Simulink仿真平台构建了外界环境变化下的光伏发电虚拟同步机并网模型,通过算例分析验证了本文模型能够满足高光伏渗透率下的电网调频需求。

基于裕度因子的多风电场站集群频率协调控制策略

为提升高比例电力电子装备电力系统的涉网频率性能,提出了一种基于裕度因子的多风电场站集群频率协调控制方法。对于多风电场站集群系统一次调频功率的分配问题,综合考虑转子转速及变流器容量运行条件后,利用等比例裕度因子的一次调频功率分配方法,将有功功率指令下发给各风电场站。针对各风电场站中虚拟惯量、虚拟阻尼系数的制定问题,研究了一种基于可释放动能的频率调节参数分区设置方法。将各风电场站运行状态通过频率响应的变化趋势进行分区,并在此基础上结合可用调频动能对频率调节参数进行合理灵活的设置。仿真结果表明所提方法充分利用了各风电场站的调频资源,提高了高比例电力电子装备电力系统的频率稳定性,为新型电力系统的频率安全性提供了相应的技术保障。

基于调节振荡频率的脉冲占空比测量

脉冲占空比是反映脉冲信号的一个基本参数,在电子测量中占有重要地位。本文设计了一种利用可调频率振荡电路校准,基于电子计数的脉冲信号占空比的测量电路。该电路采用基本数字电路组合,以数字显示形式直接给出脉冲信号的占空比。通过Multisim仿真验证测量电路能够按照预先设计的方案对脉冲信号占空进行有效的测量,调节简便,测量结果可靠,对50Hz～10kHz范围内的脉冲信号测量的误差一般不超过2%,能较好地满足测量要求。

一种改进模型预测控制的微电网频率调节方法

针对储能参与频率控制的微电网系统,为了提升系统频率调节性能和对外界功率扰动的适应性,提出一种基于改进模型预测控制的微电网频率控制方法,设计了以频率偏差和储能功率变化增量构成的代价函数,除了频率偏差约束之外,还考虑了实际工程中储能的可充放电量以及储能功率变化增量约束。引入系统状态观测器,实现对机械功率增量、频率偏差及其增量的估计,减少了实际应用中传感器的使用数量。结果表明,该方法可以显著提升系统频率调节性能,有效抑制功率扰动时系统的最大频率偏移。相比于传统不考虑储能约束的方法,该方法能够保证储能输出功率及其增量均在限定的约束条件内。

基于电解电容实时寿命估算的压缩机频率动态调节研究与应用

家用空调器在高温下制冷量范围的限制因素之一是室外机驱动板上电解电容寿命。目前一般通过限定压缩机运行频率的方式保障电解电容寿命,但造成了空调器制冷能力的浪费。通过评估电解电容寿命的影响因素,分析了电解电容表面温度、自身温升与寿命的关系。无需更改或增加硬件传感器,提出了电解电容纹波电压估算温升和线性拟合估算表面温度的方法,实时估算电解电容寿命,进而动态调节压缩机在高温制冷时运行频率。实现根据用户的使用情况调节压缩机运行频率,对大部分用户可实现提升高温下空调制冷量5%以上。

基于可变系数的双馈风机虚拟惯量与超速控制协调的风光柴微电网频率调节技术

为了提高风光柴微电网孤岛运行时的频率稳定性,将变速恒频双馈感应风力发电机(DFIG)和柴油机作为调频电源,通过DFIG的虚拟惯量、转速和桨距角的协调控制与柴油机的一次调频相配合,共同抑制负荷波动和风速变化引起的微电网频率变化。低于额定风速时,DFIG采用虚拟惯量控制和超速控制;高于额定风速时,采用虚拟惯量控制和自动桨距角控制。以此弥补虚拟惯量控制作用时转速恢复过程的功率跌落问题,并为微网提供持久的功率支撑。为保证此调频策略在时变风速中的有效性,通过不同风速下的参数分析制定了DFIG的虚拟惯量控制系数曲线与功频静特性系数曲线,实现了可变系数控制。并在DIgSILENT PowerFactory软件平台上搭建了包含柴油机、DFIG、光伏电池的微电网模型,验证了此策略的有效性。

互联电网频率调节动态仿真系统的研制

鉴于已有的电力系统仿真软件对仿真互联电网短期和中长期频率控制不能很好地满足要求,文中利用MATLAB/Simulink建立了针对研究互联电网频率控制与调节的动态仿真系统。该系统能够比已有的软件更全面地反映系统中影响频率调节的因素,更便捷地修改仿真条件和参数,更方便地显示仿真结果。利用该系统可更深入地开展互联电网控制性能评价与考核等相关问题的研究,可作为研究互联电网频率控制的有效工具。

摆式调谐质量阻尼器频率调节新方法

针对大型摆式调谐质量阻尼器(PTMD)频率调节较难的问题,提出了一种基于永磁体作用力的频率调节新方法,即在PTMD上附加安装永磁体刚度调节装置,通过调整永磁体产生附加刚度的正负与大小,改变PTMD的等效刚度,继而实现PTMD频率的双向调节。基于拉格朗日方程建立了PTMD与永磁体刚度调节装置耦合系统的运动微分方程,阐述了该频率调节方法的可行性,以及PTMD振动频率随幅值的定性变化规律,最后开展模型试验进一步验证与明确了永磁体作用力对PTMD频率的调节机理。理论分析与试验结果表明:当摆式PTMD质量块两侧均布置相吸永磁体时,PTMD频率降低;当布置相斥永磁体时,PTMD频率增大;PTMD频率调节初步设计时,永磁体作用力的附加刚度理论计算值宜适当折减后作为实际等效刚度,该折减系数可偏保守的取为0.5。

含大规模风电场接入的多端直流系统对交流系统频率调节的作用

通过多端直流系统接入大规模风电将会降低系统惯性,使得系统频率受负载的影响变大。针对该问题,提出了一种在多端直流系统中使用的通过控制直流电压来重新分配功率以达到调节频率作用的功率协调控制策略。此外,对于使用风机惯性响应的情况,提出了一种通过检测直流电压降落的方法来检测系统频率事故的方法,避免了通信延迟和通信失败的可能性。最后,通过在Matlab/Simulink中建立三端直流系统模型进行了仿真分析,仿真结果表明:通过检测和控制直流电压可以正确检测交流系统的频率事故;且结合使用多端直流系统功率协调控制策略和风机惯性响应可以有效解决由较大的负载不平衡导致的较大的频率事故。

遵循IEC 61850实现变电站自动化系统时间同步的频率调节算法设计

根据IEC 61850标准的要求,将网络对时方式应用到变电站自动化系统中。由于时钟偏差本质上是时钟本身与标准时间源之间频率的偏差造成的,作者以统计学中的艾伦方差分析法为基础,提出一套由软件实现的频率相位混合调节时钟同步算法。具体应用表明,该算法运行24h的平均偏差为3.08ms,最大偏差为15ms,满足变电站层时间同步的精度要求(小于100ms),同时可以有效减少对时间服务器的访问频率,并使时钟曲线更加平滑。

双馈风电系统参与频率调节的小扰动稳定性分析

为了分析风电系统并网后对电网频率的影响,建立考虑调频的双馈风电系统小扰动稳定性分析的数学模型。根据风速的变化,研究功率控制策略,额定风速以下采用最大功率追踪控制,实现输出功率最大;额定风速以上采用恒功率控制,保证整个系统安全稳定地运行;考虑负荷动态模型时,分析风速变化对系统特征值的影响;利用Matlab建模进行时域仿真。理论研究和仿真结果表明,在全风速变化区间,能实现输出功率调节,系统能保持较好的小扰动稳定;增加频率调节环节后,风电系统在一定程度上能参与电网频率调节,有效地改善电网的频率特性,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

基于频率调节的分布式系统时间同步算法设计与实现

为了降低Internet上对NTP时间服务器的访问频率,有效缓解时间服务器资源负担过重的状况,提出了一套适用于分布式系统的基于频率调节的时间同步算法。实验表明,该算法在保障同步精度的前提下,相对于传统的建立在相位调节方式上的时间同步算法,有较好的效果。

基于压电材料的振动能量收集器的谐振频率调节

振动能量收集器的最大输出电压发生在共振状态,因此其谐振频率应与环境振动频率一致。针对振动能量收集器与环境频率不匹配的问题,采用单自由度模型分析了悬臂梁-质量块结构的振动能量收集器谐振频率等性能,加工并测试了压电式的微型振动能量收集器样机,结果谐振频率的误差最大为6%。通过质量调节方法进一步将样机的谐振频率调节了10.5Hz的宽度。针对50Hz的振动环境,将谐振频率为58.7Hz的样机调节到了50.4Hz,输出电压提高了4倍。

多核系统中基于动态电压频率调节的实时节能调度研究

在实时嵌入式领域,特别是无线移动和便携式计算领域,能耗是首要考虑的因素,这也是多核处理器尚未在嵌入式领域全面展开应用的首要因素。目前针对多核系统的实时应用,基于动态电压频率调节(DVFS)的实时节能调度技术研究得较少,还有许多问题亟待解决。本文介绍了多核系统中动态电压频率调节技术,分析讨论了当前多核系统中实时调度研究进展,主要针对同构多核、异构多核、并行任务模型和弱硬实时模型等方面,深入探讨了多核系统中基于DVFS的实时节能调度。本文结合多核系统、电压频率动态调节节能和实时调度,探索了多核系统中的实时节能调度,奠定了理论和技术基础,具有重大的理论意义和现实应用价值。

光伏发电主动参与电网频率调节的机理分析

针对大规模光伏发电并网致使电力系统转动惯量减小、一次调频能力不足的问题,其主动参与电网频率调节是解决这一问题的重要手段。在分析传统电力系统的频率响应特性的基础上,建立了含光伏发电的电力系统频率动态响应模型。以电网频率变化率初始值、频率最低跌落点、超调量和稳定时间作为评估频率调节动态过程的特征量,定性分析了新型的光伏调频控制策略及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。最后,在PSCAD/EMTDC电力仿真软件中搭建两区四机仿真模型,通过时域仿真验证机理分析其有效性和新型调频控制策略的可行性。

风能变换系统在电网频率调节中的应用仿真

随着不参与电网调频的变速风能变换系统(WECS)在电网中比例增大,系统频率调节成为重大问题。针对提出了一种新的方法优化了变速风能变换系统(WECS)在电网频率调节中的应用。首先对惯性控制进行改进,将调频功能加入到WECS中;再根据WECS短时间内可以一定范围内任意调节输出有功功率的特性进行改进,使WECS在频率暂态开始时起到更大的作用;然后,再使WECS与传统调频机组协调工作,弥补WECS只能短时支持频率调节的缺陷,使系统频率暂态恢复过程有功功率的注入更合理,减小了频率波动幅度,优化了WECS输出有功功率曲线,完成了WECS的转速恢复。最后给出仿真结果与分析。