摘要：模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)直流侧故障后短路电路急剧上升,严重影响直流电网安全。为限制故障电流,提出一种基于子模块两级主动控制的直流短路限流控制方法(submoduletwo-stage active control,STAC),通过两段故障检测判据和预设最大短路电流,构造关于直流电流的分段函数K,其输出决定减投子模比例,故障后降低直流电压抑制短路电流,同时设计适应于不同运行条件换流站MMC的控制参数,并且仅通过控制动作限流不产生额外成本。STAC不影响系统正常运行,限流过程维持功率传输。最后在四端直流电网中对STAC限流效果及其性能进行仿真分析。结果表明,所提限流方法能有效抑制故障电流,流经直流断路器故障电流降低49.7%,桥臂电流峰值降低23.15%,故障后100 ms恢复直流电压。

摘要：针对新型空中作业机器人飞行平台存在的强噪声、扰动、参数不确定性以及全驱控制问题,提出了一种基于动态补偿的自抗扰反演控制方法。首先描述了新型空中作业机器人机构设计。其次,建立了基于Carig与递归Newton-Euler方程的空中作业系统运动学与动力学模型。然后,考虑机械臂对飞行平台的扰动影响,建立了飞行平台全驱控制补偿项,并结合自抗扰控制与反演控制技术分别设计了平台位置与姿态控制器。最后,考虑了随机强噪声与扰动、参数不确定性等实际问题,进行了仿真试验。仿真结果表明,在强噪声与扰动条件下对飞行平台的位置与姿态跟踪控制中,采用所提出的算法后比动态补偿(DC)PID算法的跟踪误差降低了37.9%以上,验证了所提出的控制方法具有噪、扰抑制能力,提高了系统控制精度。

摘要：为实现双馈风力发电机(doubly fed wind generator,DFIG)大规模实时仿真,设计了一种基于现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array,FPGA)的DFIG数字镜像IP核。并提出面向异步机定子与转子“T型”等效电路解耦的虚拟电容等效法,在此基础上提出DFIG内部各组件并行算法,最后构建DFIG-IP。通过流水线优化设计,完成基于FPGA的DFIG-IP在4种工况下计算精度与计算速度的实验验证。研究结果表明:该文所提方法降低DFIG异步机求解模块所需FPGA资源约77%;基于FPGA设计的DFIG-IP在500 MHz时钟频率下,超实时加速度比可达27.8,单个DFIG-IP占用ZCU106资源不超过20%;所提方法能够满足DFIG并网系统实时仿真在精度与速度上的要求。研究结果可为含大量新能源并网系统的电磁暂态仿真加速研究提供参考。

摘要：交直流混合配电网潮流计算是交直流混合配电网规划和运行调控策略设计的重要基础。为实现对高比例电力电子设备集成的复杂混合配电网的精确潮流计算,提高潮流模型的统一性和普适性,提出基于支路模型的交直流混合配电网统一潮流计算方法。首先,对混合网络中包含的电压源型变流器(voltage source converter,VSC)和DC/DC变换器的稳态模型进行了详细分析。然后,建立不同场景下任意节点间可能接线方案的支路潮流模型。在此基础上,通过拓展定义网络矩阵,建立混合配电网统一功率平衡方程。进而,根据雅克比矩阵修正,基于牛顿–拉夫逊算法对变流器不同控制方式下的交直流混合配电网潮流进行求解。最后,通过算例分析,并将潮流计算结果与电磁仿真结果进行对比,验证了所提潮流计算模型的正确性和灵活性,并通过改变配电线路R/X比和负荷功率验证了该潮流算法的鲁棒性。

摘要：针对光伏发电伺服系统提出一种自适应数字动态面智能控制算法。通过结合径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络技术,克服传统反步法中的“微分爆炸”问题,同时降低对被控系统结构的特殊要求,使得控制律设计过程变得更加简洁且易于实现。通过引入改进的磁滞量化器对控制信号幅值进行量化,减轻对数量化控制器中的抖振现象,实现数字控制。利用Lyapunov方法证明了闭环系统的一致最终有界稳定。通过StarSim Modeling Tech电力电子仿真实验平台以及光伏伺服系统对控制方案进行实验验证。实验结果表明了所提控制方案的可行性。

摘要：霜层传递是表面冷凝结霜初期一个关键环节,在整个表面结霜过程中至关重要。为研究冷凝结霜过程中表面润湿性能与霜晶传播过程、速度的关系,搭建了微观可视化结霜实验测试平台,根据实验所需制备了三种不同润湿性能的高反射率表面。表面霜层传递过程大致分为两个阶段,即液滴内霜晶传播和液滴间冰桥传播。实验发现影响冰桥传播速度的主要原因是冰桥与液滴的间距L。当冰桥与液滴间距由16μm减小为2μm时,冰桥传播速度从2μm/s快速地升至12μm/s。测试了不同润湿性能表面上冷凝结霜过程和霜层的整体传递速度,研究发现,超疏水表面凝结液滴的分布特征和冰桥传播系数的明显差异是导致超疏水表面结霜过程中霜层传递缓慢的主要原因。揭示了影响霜层传递以及抑制结霜的关键因素,即超疏水表面液滴尺寸分布特性,为抑霜表面的设计和优化提供了思路和基础。

摘要：针对直流电网故障电流发展速度快且幅值高的特性,如何在换流器闭锁前切断故障线路,并实现直流电网短路电流的高效抑制是目前研究的难点。对此,该文提出一种耦合电感式双向直流限流器(coupled inductance bidirectional fault current limiter,CIB-FCL),并设计其与ABB式混合式高压直流断路器(ABB-hybrid DC circuit breaker,ABB-HDCCB)的联合运行策略。利用电感阻碍高频电流的特点,CIB-FCL通过使用全控器件将直流电流转变为高频电流,以实现直流电网短路电流的高效抑制。对CIB-FCL的“正常–预限流–限流–断开旁路”4个工作状态进行详细分析,并在不改变ABB-HDCCB原有控制策略基础上通过状态切换,给出与ABB-HDCCB联合运行时包括故障限流分断、重合短时及永久故障的动作判据与逻辑。最后,以对称单极四端直流电网为场景,对CIB-FCL和所提出的联合运行策略进行验证,并与其他方案进行对比。结果表明,所提出的限流器拓扑具有较强可实用性,且在采用联合运行策略后直流电网的故障清除过程明显缩短,造成的扰动更小,具有工程实用意义。

摘要：本文设计了一种具有均匀聚光效果的紧凑式线性菲涅耳太阳能光伏系统,给出了紧凑式线性菲涅耳聚光器的设计方法。对完全型紧凑式线性菲涅耳聚光光伏系统进行了光学性能分析,分析结果表明,系统具有相对较高的聚光均匀性。当其他参数一定时,随着太阳电池放置高度由小变大,系统的几何聚光比和光场利用率存在最大值。对太阳光线的跟踪精度影响进行了分析,分析结果表明,使用现有太阳能跟踪装置条件下,完全型紧凑式线性菲涅耳聚光光伏系统的总相对光学效率可保持在88.5%以上。初步的光伏组件Ⅰ-Ⅴ特性测试结果表明,该聚光光伏系统的光电转换效率为15.9%。

摘要：故障电流计算是直流电网设备选型、参数设计和保护整定的基础,目前以详细电磁暂态仿真为主的故障电流分析方法难以适用于大规模直流电网,为此,研究能够适用于不同拓扑结构的直流电网故障电流通用计算方法。首先分析双端直流系统故障后各回路故障电流的耦合机理,提出依据回路电感参数指标的故障回路解耦方法;基于能量守恒的原则,提出网络元件串并联等效和多端环状网络解环的方法,将多端网络解环为开环网络,然后统一等效为双端的故障网络,利用所提出的故障回路解耦方法获得故障电流时域解析式。在RT-lab仿真平台中搭建了多种拓扑结构的仿真系统对所提出的方法进行验证,结果表明,所提出的方法对不同拓扑的直流电网均具有很好的适用性,与详细电磁暂态仿真相比,计算的电流误差基本小于5%。

摘要：随着特高压直流输电系统送端电网新能源渗透率的日益提高,系统惯量水平大幅降低,频率稳定问题日趋突出。该文综合考虑特高压直流系统与传统同步电源的频率响应特性,提出了一种主动支撑送端系统频率的多时间尺度协调控制策略,在提升系统频率稳定性的同时实现调频资源的合理利用。结合送端系统最大调频备用容量和扰动后的不平衡功率,分析了不同场景下的系统调频需求,提出了特高压直流系统的多时间尺度调频控制策略,使其同时具备惯量支撑与一次调频的能力;结合同步机一次调频最大备用容量,设计了特高压直流系统调频控制策略的死区值,实现了不同场景下特高压直流系统惯量支撑与一次调频作用的自适应切换,在保证送端交流系统频率稳定的同时实现同步机调频能力的充分利用;在此基础上,分析了不同场景下频率支撑协调控制策略的动态响应特性,进一步凸显了其相比于现有控制策略的优越性。最后,基于RTLAB实时数字仿真平台搭建了新能源基地经特高压直流送出系统的仿真模型,验证了所提频率主动支撑协调控制策略的有效性。