摘要：针对滑动平均滤波法(MAF)滑动长度的优化设计问题,通过量化分析得到同时滤除若干指定次谐波时MAF滑动长度应满足的充要条件,并据此提出增强型MAF(EMAF)算法以及基于EMAF的畸变电网快速开环锁相方法。此外,从动态响应时间、数据存储量、暂态振荡幅度、谐波完全滤除能力以及高频随机噪声衰减能力等方面,将EMAF与串联延迟信号对消法(CDSC)进行对比分析。各种工况下的实验结果证明了研究结论的正确性以及改进方法的先进性。

摘要：为了揭示储能系统(ESS)抑制电网功率振荡的机理,首先建立含有ESS的单机无穷大电网在机电时间尺度下的数学模型。随后,利用经典的电气转矩法分析影响同步机电力系统惯性效应、阻尼水平和同步能力的物理机制、关键因素及其影响规律。结果表明:ESS控制策略采用功角控制时,ESS只需调节功角控制环的PD参数即可等效改变同步机电力系统的同步能力和阻尼水平;ESS控制策略使用转速作为外环反馈信号时,转速控制环的PID参数分别影响同步机电力系统的阻尼水平、同步能力和惯性效应。仿真结果证明ESS抑制同步机电力系统功率振荡机理分析的正确性。此外,研究结论有助于设计有效的ESS控制策略,以辅助提升电力系统的惯性水平和阻尼能力。

摘要：为了揭示并网型储能系统的惯量与阻尼特性,缓解分布式能源接入导致的电网稳定性降低的问题,通过构建并网型储能系统的直流电压时间尺度的动态模型,利用静止同步发电机模型,分析了影响并网储能系统惯性效应、阻尼水平以及同步能力的内在机制、主要参数及其影响规律。同时,揭示了下垂控制模式的并网储能系统从物理本质上对应了原动机的下垂控制特征。研究结果表明:DC/DC变换器使用频率下垂控制策略、并网逆变器使用电压电流双闭环控制策略,通过调节频率控制环和恒压控制环的PI参数,即可等效改变储能系统的惯性效应、阻尼水平以及同步能力。研究结果不但可以用于设计有效的并网储能系统控制策略,而且可以辅助提升分布式发电系统的惯性效应、阻尼水平以及同步能力。

摘要：为了揭示静止同步补偿器抑制电网功率振荡的机理,基于电气转矩分析法通过建立含静止同步补偿器的单机无穷大电网的机电尺度数学模型,分析了静止同步补偿器在电网功率振荡抑制模式下影响同步发电机动态特性的物理机制,解释了不同控制策略影响电网等效惯性系数、同步系数与阻尼系数的原理。研究结果表明:反馈同步机功角时,P、D控制器分别等效地改变系统的等效同步系数和等效阻尼系数;反馈发电机转速时,P、I、D控制器则分别等效地改变系统的等效阻尼系数、同步系数、惯性系数;上述动态参数均随P、I、D控制器控制系数的增大而增加。为了充分发挥静止同步补偿器对电网功率振荡的抑制作用,进一步分析了影响振荡抑制性能的关键因素及其作用规律,可为静止同步补偿器控制策略的分析和设计提供理论基础。仿真结果验证了静止同步补偿器抑制电网功率振荡机理分析结论的正确性。

摘要：研究光伏发电系统的暂态稳定性有利于认识太阳能发电与电力系统之间的交互式影响规律。在充分考虑光伏发电系统中各重要环节的详细模型的基础之上,建立了适用于暂态稳定分析的全系统小信号模型,并据此分析了光伏发电系统的小干扰稳定性和低频振荡特性。研究结果表明:光伏逆变器的电压外环以及有功电流内环对系统的特征值影响较显著且较全面,对系统的稳定性影响较大。电压外环的积分系数以及有功电流内环的比例系数过大均可能会对电力系统阻尼产生负面影响,甚至改变光伏发电系统的阻尼性质。最后提出了一种提高系统稳定性的控制器参数全局优化设计方法,为科学合理地设计控制器参数提供了方法支撑。

摘要：快速准确地获取三相不平衡电网电压的序分量(即正、负、零序分量)是实现高性能并网逆变器控制的基本要求。文中提出了一种实用的瞬时序分量提取方法,可提高不平衡电网电压序分量的提取速度。首先,使用虚拟正交信号构建法和单相锁相运算获得虚拟三相电压相量,之后利用对称分量法和单相锁相逆运算,即可快速获得序分量的幅值和实时相位。该方法仅需电网电压及其虚拟正交信号,即可直接获得瞬时电压序分量,无需闭环检测方法中的参数设计和调试过程,且计算精度能够满足工程要求。通过MATLAB/Simulink实时仿真平台验证了该方法的正确性。

摘要：链式STATCOM在高压大功率场合下解决电能质量问题具有无可比拟的优势。但由于构成链式STATCOM的功率单元参数和工作状态的不一致性,使得功率单元的直流侧电压会发生不可避免的不平衡现象,严重影响了STATCOM的工作性能。控制功率模块直流侧电压均衡与稳定成为链式STATCOM的关键技术。在分析直流侧电压不平衡机理的基础上,结合硬件控制方法效果良好、软件控制方法成本低廉等优点,提出了基于均压电容与分层思想复合使用的链式STATCOM直流侧电压控制策略,以及控制策略实现的方法——等时遍历法与最值比较法,并研究了参数设计的方法。仿真实验表明:该方法控制效果优异,成本低廉,耦合度小,有利于系统扩展。

摘要：针对直流电容电压下垂控制(常规虚拟惯量控制)使得其直流母线电压易受负荷波动影响而偏移额定值的问题,提出了2种改进虚拟惯量控制策略,即基于低通滤波器的虚拟惯量控制和基于高通滤波器的虚拟惯量控制。首先,从负荷扰动下直流母线电压Udc和系统虚拟惯量系数Hv变化的角度,分析控制参数对系统惯量的影响规律。其次,通过频率扰动下的直流电压响应规律,对比3种虚拟惯量控制策略的优劣性。然后,建立考虑有限大容量微电网的光伏系统数学模型,作为虚拟惯量控制参数的设计依据。研究结果表明:基于低通滤波器的虚拟惯量控制实质上是在常规虚拟惯量控制的基础上引入了一个延时环节,以减缓频率响应速度,增加Kl或ωl也可提升系统的惯量效应;基于高通滤波器的虚拟惯量控制克服了常规虚拟惯量控制不能恢复高压侧直流母线电压至额定值的问题,增加Kh或减小ωh也可提高系统的惯量支撑。最后,通过仿真和实验验证了控制策略的有效性以及分析结论的正确性。该研究为光伏系统给电网提供惯量支撑奠定了理论基础。

摘要：并联的三相PWM整流电源模块可以提高系统的容量和减小电源模块的电应力从而延长电源模块的使用寿命。但是共直流母线的电源模块并联由于各模块外特性参数不一致从而使得模块之间输出电流差异较大,导致模块间使用寿命不均衡。为了解决模块间输出电流不均的问题,提出一种将一致性算法引入三相整流电源模块的均流策略中,利用各个模块之间的信息通讯使得输出电流趋向于一致,从而达到均流的目的,最后在matlab/simulink中搭建了四台三相整流器的仿真模型,仿真结果验证了本方法的可行性和有效性。

摘要：多端直流输电系统由于直流输电的隔离作用,原有的频率控制机制只能作用于子网。为解决其二次频率恢复和有功功率协调问题,提出了一种完全分散式控制策略,该策略通信代价低,鲁棒性强。利用李雅普诺夫函数证明了设计的分散式控制器通过设置适当的控制器参数,可以在一定稳态误差范围内将频率调整到标称值,并根据不同的工作条件调整有功功率分配比。考虑了一个由4个交流系统组成的多端直流输电系统,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提出的分散式控制策略的有效性。