摘要：为了克服双向潮流以及并网、独立运行差异较大的短路电流给微网保护带来的困难,研究了交流微网的相间短路保护问题。针对微网结构特点,提出了微网的分割区域(partition area,PA)概念,建立了微网的图模型。为了追求微网保护的普遍适用性,根据微网运行特点,约定了微网保护设计的几个前提。通过比较PA综合电流在故障前后的变化,得到了微网PA故障特征。由于得到PA综合电流需要数据同步且其方向不可获取,进而提出了边方向变化量保护原理。基于微网图模型建立了边方向变化量保护算法,分析了边方向变化量保护的实现。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了边方向变化量保护算法的有效性。

摘要：针对解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)传统实变量模型阶数较高、序分量响应不易观察、滤波性能评估困难等问题,提出了一种基于复变量的DDSRF-PLL建模方法。首先,建立了其复变量模型,分析了序分量响应特性,该复变量模型表明正序基波输出模型对负序基波分量实现负无穷大的衰减,同时可得到其他频率序分量的衰减增益;然后,基于提出的复变量模型,设计了二阶低通滤波器以显著增强解耦网络的滤波性能,并进一步分析了高阶低通滤波器的可行性与必要性。研究表明采用二阶低通滤波器即可满足大部分场景下的谐波抑制要求,且具有计算量小、模型阶数低、易于数字实现的优点。实验结果验证了所提复变量模型的正确性与有效性。

摘要：为了对绝缘子进行在线状态检测,研究设计了基于毫米波的绝缘子微裂纹检测装置。该装置通过比较不同时刻反射波的强度和时延来观测绝缘子微裂纹的发展过程。首先,对接收到毫米波信号进行FFT变换分析;其次再通过单元平均恒虚警处理判断目标信号是否存在;最后通过差值比较法,取实时接收的混频信号的二维FFT的零速度通道结果,并与初始状态作差值,从而检测绝缘子内部是否存在微裂纹。实验表明,基于该方法设计的绝缘子自感知装置在绝缘子模拟器上的检测成功率为95%。

摘要：为保证电网稳定运行及用户的用电安全经济,建立有效的电能质量监测系统至关重要。针对现有电能质量监测系统的不足及不同监测设备之间互联的问题,设计了基于IEC61850标准的区域电能质量监测系统,真正实现了监测系统的网络化管理,能及时反映各监测点及地区整体电能质量水平。在介绍了系统架构、基本功能及软件设计的基础上,对站内监控主机设计中电能质量监测设备的信息建模、采样值报文捕获两种关键技术以及智能评估系统的开发进行了详细阐述。最后,通过应用实例验证了系统的可行性和有效性。

摘要：对电网电压基波幅值、频率以及谐波信息的准确估计是保证分布式电源并网变流器控制性能的重要条件。因而该文首先从便于数字实现的角度出发,提出了一种新颖的离散谐振器(discrete resonator,DR),并在数字频域下分析了该谐振器对单相和三相系统中正弦信号的积分作用,特别是三相系统下的频率极性选择特性;接着,针对电网中存在多次谐波的情况,提出了多重离散谐振器的滤波结构及其精确数学模型,并通过根轨迹法分析了多重离散谐振器增益系数之间的交叉影响,优化了增益参数的设计,提高了谐波检测的动态性能;最后,基于多重离散谐振器,设计了自适应数字锁频环(digital frequency-locked loop,DR-DFLL),该锁频环能够在电网正常和畸变条件下高精度的估计电网基波频率,且自适应于采样频率,同时便于数字实现。仿真与实验验证该文所提自适应数字锁频环的有效性和优越性。

摘要：针对三相逆变器控制,该文提出一种基于多重谐振控制器的参考值前馈自适应控制。首先,基于复变量建立状态空间模型,并设计状态反馈控制,作为功率控制输入,用以改善系统动态响应。同时,设计参考值动态前馈控制,定义动态前馈增益为信号控制输入,创新性地利用积分谐振控制器,自适应调节动态前馈增益,即信号控制输入,从而达到无静差控制。基于根轨迹方法分析整定多重谐振控制参数。该文提出的控制方法是一种新型的多重谐振控制结构,给出一种新的自适应控制思路,且所提控制方法具有良好的电压调节能力,如快速暂态响应、稳态误差小及总谐波畸变率低等。最后,通过实验验证了所提多谐振自适应控制的有效性。

摘要：电网同步算法是并网变换器控制算法的重要组成部分,其对于并网变流器控制性能的提高较为重要。文中针对电网同步算法,首先从离散Luenberger观测器设计的角度,设计了一种离散复变量滤波器,用于提取序分量,并针对谐波应用,建立了基于多重复变量滤波器结构的谐波序分量观测器。其次,分析了输入电压频率与所提序分量观测器频率参数不一致时频率误差的传递过程,进而设计了输入电压频率观测方程,从而使得所提序分量观测器能够自适应于电网频率的变化。建立了线性化的频率误差近似动态模型,以便于频率观测增益的选取。最后,采用仿真与实验来验证所提电网同步算法的正确性与有效性,结果表明该算法能够改善电网频率观测动态性能,缩短了频率观测时间,应用实施简单有效,计算量小。

摘要：由于线路阻抗分布不均,基于定虚拟电阻的传统下垂控制方法在孤立直流微电网负荷分配中无法同时满足均流及调压要求。文中提出了一种基于离散一致性的自适应下垂控制策略,各控制节点在同步时钟的作用下与邻居节点交换电压、电流信息,通过本地的分布式算法迭代评估全网平均电压,并动态寻找满足均流及调压要求的目标虚拟电阻,实现变虚拟电阻的自适应下垂控制。由于没有中心控制器,增加了控制的鲁棒性及灵活性。利用Matlab/Simulink搭建包含光伏系统、燃料电池、储能蓄电池、恒功率负荷的直流微电网模型,在JADE平台上开发离散的分布式算法及通信协议,通过联合仿真验证了所提控制策略的有效性。对通信延时的影响进行了详细分析,并提出了相应的解决措施;设计了节点投退机制,仿真验证了所提策略的即插即用特性。

摘要：随着特高压输变电项目的不断建设,绝缘子的使用数量急剧增长。绝缘子作为输电线路上不可或缺的关键部件,起着防止电流回地和支撑导线的重要作用,直接影响着输电线路的安全稳定性。近年来,特高压工程中出现的多起瓷绝缘子头部断裂事故表明,在绝缘子头部结构、材料等方面的设计仍存在盲区,未能充分考虑特高压大吨位瓷绝缘子的外部使用条件。对此,该文对特高压大吨位瓷绝缘子可靠性进行了研究。首先,通过有限元分析软件Ansys对特高压大吨位悬式绝缘子进行了力学特性分析和头部电场强度计算,对头部结构进行了优化设计;然后,对绝缘子的胚料配方和头部釉配方进行了优化;并在此基础上,通过大量试验,对绝缘子的多项生产工艺进行了改进;最终得到了低质量、低投入、高性能的特高压大吨位悬式瓷绝缘子。试验结果表明,改型后的绝缘子机电破坏性能可提升16.5%左右。

摘要：经济下垂控制策略由于考虑了并联机组发电成本、运行效率、治污成本等因素,有效地解决了传统下垂控制策略运行成本高、效率低的问题。该文鉴于已有经济下垂控制策略的不足,提出了一种分布式经济下垂控制策略。该策略利用分布式一致性算法迭代寻找发电单元的最优经济运行点,并同时改变下垂控制的系数,使得收敛后微电网总的运行成本最低。文中所提的分布式策略兼具集中控制及自治控制的优点,由于没有中心控制器,增加了控制的鲁棒性及灵活性。利用Matlab/Simulink搭建具有不同运行成本单元的直流微电网模型,在JADE平台上开发所提策略,通过联合仿真验证了控制策略的有效性。对延时的影响进行了详细分析,并提出了相应的解决措施;设计了节点的投退协议,仿真验证了所提策略的即插即用特性。