基于串并联型潮流控制器的互联双极直流电网不平衡功率控制

互联双极直流电网的不平衡潮流将增大网络的损耗甚至影响系统的正常运行。文中提出一种基于串并联型潮流控制器(SP-PFC)的互联双极直流电网不平衡功率抑制策略。首先,介绍了SP-PFC的拓扑及工作模式,然后推导了恒功率控制下SP-PFC的输出电压和线路电流表达式。由于SP-PFC的输出电压和电流呈非线性关系,在额定工作点处将SP-PFC进行线性化,并对比了线性和非线性模型的区别。在此基础上,分析了不平衡负荷及受端电压对SP-PFC输出电压和线路电流的影响。建立了含SP-PFC的双极直流电网小信号模型,分析了含SP-PFC的双极直流电网的稳定性。在MATLAB/Simulink中搭建了含SP-PFC的双极直流电网仿真模型,对SP-PFC抑制不平衡功率的有效性进行了验证。

基于三有源桥串并联直流潮流控制器的环形双极直流配电网不平衡潮流抑制

环形双极直流配电网的潮流控制自由度不足,部分线路潮流不可控,且存在极间耦合问题。对此,提出一种基于三有源桥串并联直流潮流控制器(TAB-PFC)的不平衡潮流抑制策略,同时研究了TAB-PFC的解耦控制。首先分析了受端电压、新能源出力不平衡对正负极潮流及线路损耗的影响,推导了恒功率控制下TAB-PFC输出电压和线路电流的表达式,据此建立了含TABPFC的环形双极直流配电网的小信号模型。在此基础上,引入参数解耦矩阵实现正负极控制环路间的近似解耦,提高了控制系统的动态性能。在Matlab/Simulink中建立了含TAB-PFC的环形双极直流配电网的仿真模型,并搭建了实验平台。仿真和实验结果验证了TAB-PFC抑制不平衡潮流及参数解耦矩阵方法的有效性。

适用于双极直流电网最优潮流控制的双鱼群算法

受系统阻抗分布以及换流站控制方式的影响,双极直流电网在正常运行时一般不会在最优运行点附近运行,这将导致系统网损较大且可承受的外界冲击能力大大减小。针对以上问题,将单纯形法的思想与物种“进化机制”引入人工鱼群算法中,提出一种新型的双鱼群算法。该算法通过单纯形精英鱼群与普通鱼群并行搜索,然后再将复合鱼群按一定规律的“进化”思想来进行寻优。最后将其应用到直流电网的潮流优化问题,以网损与电压不平衡度作为优化目标进行优化。结果表明:该算法可以对下垂控制换流站的控制参数进行实时优化,来保证整个系统始终在最优点附近运行,保证了直流电网的安全性与经济性。

含直流潮流控制器的真双极多端柔性直流电网潮流计算研究

为优化直流电网的潮流分布,需增加潮流控制器的辅助来增加线路的自由度。基于模块化多电平换流器的真双极多端直流输电系统具有低损耗、控制和运行方式灵活等优点,已经成为未来直流输电系统的主流方式。不同于伪双极输电系统,该系统在接入潮流控制器后,系统的潮流变化更加复杂,用于计算伪双极潮流分布的方法将不再适用该系统。针对以上问题,以电压型直流潮流控制器为例,在考虑站级控制的情况下推导了含潮流控制器的真正双极性直流电网潮流计算方法,通过引入等效电阻模型,避免了大量计算节点的引入。最后,将算法结果与PSCAD/EMTDC平台中搭建的张北柔性直流输电工程的仿真算例结果进行对比,验证了该算法的可行性与准确性,同时也验证了潮流控制器在真双极系统中的潮流控制能力。

偶极直流电渗场效应晶体管及其在微流控中的应用

从电动力学的角度提出了一种新的偶极直流电渗场效应控制方法。在薄层近似和低压极限下建立数学模型,验证偶极直流流动场效应晶体管结构在微米尺度进行流体电动操纵的可行性。采用两组并排反极性栅电极对的集成器件设计,建立了一种用于全电动驱动分析物处理的微器件模型,通过使用较小的栅极电压便可获得液体混合物,从而在小Dukhin数下产生较少的不利影响。该项技术在现代微流控系统中开发全自动液相执行器等方面具有应用价值。