摘要：基于模块化多电平换流器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)由模块化多电平换流器和多个双有源桥变换器(dualactive bridge,DAB)组成,是实现交直流混合配电网柔性互联及多端潮流控制的关键装置。MMC-SST子模块电容较大,制约了装置功率密度的提升,影响了其在配电网的应用。该文提出一种基于波动功率传递的MMC-SST子模块电容优化方法及控制策略,该方法将电容电流中的低频成分传递到DAB低压侧,以降低子模块电容电压波动,从而优化电容容值。同时,量化分析了波动功率传递对DAB器件参数的影响,并对比了优化前后的功率密度。针对MMC-SST的仿真与实验结果表明,采用电容优化方法,子模块电容容值可减小为常规方法的15%,MMC子模块和DAB单元的整体功率密度提高了104%,满足MMC-SST在配网中应用的紧凑化设计要求。

摘要：储能系统为可再生能源(如风电、光伏等)大规模接入电网提供了一种有效的方法。通过电池单体的串/并联可实现电池系统容量的扩大。该文针对由电池单体串并联组成的大容量蓄电池系统(large capacity battery system,LCBS),考虑到电池单体的参数非线性及容量不一致性等特点,结合串/并联电路工作特性,提出一种适宜于电气设计与仿真的LCBS等效电路建模方法,并在Matlab/Simulink中对串联、并联及串/并联型的锂离子LCBS进行了建模与仿真。通过仿真结果与实验数据的对比表明,在不同带载情况下,所提出LCBS模型能准确预测其放电工作特性,进而验证了所提出模型的准确性。

摘要：基于LCL滤波器的风电并网逆变器(LCL-GCI)需要增加传感器去检测电容电压或者电容电流来抑制LCL滤波器存在的固有谐振问题,提高了系统的控制成本,降低了系统的运行可靠性。鉴于此,在分析虚拟磁链观测思想和LCL-GCI数学模型的基础上,提出了LCL-GCI的无电网和无电容电压传感器控制技术,只检测变换器侧电流和直流母线电压,通过状态重构的方法设计电网电压观测器和LCL电容电压和电流观测器。利用观测器输出的电容电流进行前馈控制,从而实现了LCL-GCI的有源阻尼控制。采用低通滤波器来代替纯积分器来设计观测器,使得系统具有较强的抗干扰、抗负载扰动能力。实验结果表明,LCL-GCI的无传感器控制技术能够减少传感器数量,降低系统的控制成本,具有一定的应用价值。

摘要：传统配电变压器不具备主动功率控制能力,无法实现交-直电力形态变换。文章提出一种内联式MMC型固态变压器,该变压器拓扑具有多交直端口、高频电压变换、主动功率控制等特性,是交、直流混合配电网的核心,可实现可再生能源的灵活并网和平抑波动。文章首先分析了变压器的拓扑结构和基本工作原理,推导其功率平衡方程,理论论证了该拓扑具备稳态运行能力,并设计了iMMC-SST的控制策略。通过所搭建的4.8 kV·A小功率实验样机,验证了所提拓扑和控制策略的可行性和有效性。

摘要：为了减少大型风力机的风轮转矩波动,本文根据风剪切、塔影和湍流对风轮转矩的影响规律提出了一种新型的异步变桨控制策略,即独立地对每个桨叶的桨距角进行控制,从而改变了桨叶上气动力产生的摆振力矩,减少了风轮转矩的波动和桨叶上的不平衡载荷;同时采用单神经元自适应PID控制策略设计异步变桨控制器。仿真结果不仅验证了基于单神经元自适应PID的异步变桨控制策略的正确性和有效性,而且证明采用该异步变桨控制系统不但减少了风轮转矩被动,还减少了桨叶上挥舞力矩的波动、偏航力矩波动和俯仰力矩波动,有效降低了风力发电机组各部件的疲劳载荷,对今后实际风场中异步变桨控制系统的实现具有一定的指导意义。

摘要：通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定。在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动,优化小矢量作用时间的组合控制策略,减小中点电位波动。最后通过实际系统实验,验证了整流器控制策略的正确性以及中点电位控制策略的优异性。

摘要：目前,电动变桨系统已取代液压变桨系统并被大多数风力机组采用。电动变桨系统作为风力机组功率控制和安全运行的重要执行结构,直接决定风力机组吸收的风能的大小,对于机组的安全稳定运行发挥着重要作用。此处介绍了电动变桨系统的电气结构和运动控制技术要求,分析了系统中变桨控制器、备用电源、变桨电机和伺服驱动器4大部件的功能、特点及设计中需要注意的问题。详细介绍了备用电源不同储能元件的方案,不同种类变桨电机的特点及其适用场合,伺服驱动器的不同设计方案,并分别做了比较分析。最后展望了电动变桨系统的发展方向。

摘要：为降低风电场-柔性直流并网系统在交流主网发生低电压故障时的穿越成本,提出一种直流耗能装置与风电机组卸荷电路协同作用的电网故障穿越策略,在电网故障时送端换流器配合风电场快速降低直流功率输出。由于直流耗能装置仅在故障发生的前期、风电场输出功率下降前起到限制直流电压升高的作用,该策略能够显著降低直流耗能装置的体积。在此基础上,该策略将直流耗能装置中的耗能电阻分散置入到受端模块化多电平换流器中,进一步降低了卸荷成本。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中,构建了风电场-柔性直流并网系统的仿真算例,对所提出的故障穿越方法的正确性和有效性进行了验证。

摘要：对于兆瓦级风电变流器的控制算法研究多采用Matlab/Simulink、PSCAD和Psim等纯数字仿真软件,存在不能真实模拟风电变流器运行和不便于控制算法开发和移植等缺点。鉴于此,利用RT-LAB半实物虚拟仿真器和分布式数字控制器实现无缝连接,搭建了一套3 MW鼠笼型全功率风电变流器的硬件在环仿真平台,并进行了风电变流器的控制算法开发和验证。半实物仿真和实验结果表明,在RT-LAB硬件在环仿真平台上开发的软件算法可以直接应用到实际变流器系统中,且控制效果完全一致,该方法大大缩短了风电变流器的研发周期。

摘要：根据变桨执行机构不同,分析了液压变桨距系统和电动变桨距系统。从结构、原理、控制器设计等方面对两种变桨系统进行研究,并分别利用SimHydraulics和Simulink建模,仿真结果验证了建模和系统设计的正确性,直观反映了变桨距控制系统的动态特性,为大型风电机组的全工况仿真奠定基础。变桨距系统的控制器设计,为大型风电机组的研制提供有力的理论支持,为实际风场中变桨距控制系统提供参考依据。