摘要：针对独立运行的直流微电网,提出了一种考虑不匹配线路阻抗和储能容量的分布式储能系统分级控制策略。通过负荷平衡级控制动态地微调虚拟阻抗,消除不匹配线路阻抗对电流负荷分配精度的影响;进而通过荷电状态(SOC)平衡级控制,各个储能单元根据其容量和SOC动态地调节电流负荷,使得SOC误差以e指数曲线下降,最终实现储能单元在充放电过程中SOC均衡。所提方法采用动态一致性算法,可实现各分布式储能单元的信息共享,提高了系统的可靠性与灵活性。通过小信号稳定性分析,讨论关键参数对系统稳定的影响。基于RTDS设计了3种实验方案,结果验证了所提方法能够使得电流负荷按储能容量合理分配,提高了系统的扩展性和通用性。

摘要：高压直流断路器对机械开关提出了进一步向快速性和高电压方向发展的需求,而缓冲问题是研制高压快速开关的瓶颈问题之一。该文针对基于双向电磁斥力机构的高压快速开关缓冲特性展开研究。首先,通过实验获得了无缓冲、聚氨酯缓冲、液压缓冲和电磁缓冲四种实验条件下快速开关的行程特性,证明了电磁缓冲是最适于快速开关的缓冲方式。然后,通过改进等效电路法,对采用电磁驱动和电磁缓冲技术的快速开关建立了综合仿真模型,通过对40.5kV快速真空开关样机进行实验,验证了仿真模型的有效性。最后,基于仿真模型,从理论上揭示了缓冲电流方向和缓冲施加时刻对电磁缓冲效果的影响规律,并给出了其设计原则。该文的研究成果解决了快速开关中的缓冲难题,为研制高压快速开关奠定了基础。

摘要：针对混合式高压直流断路器工况的特殊要求,该文设计了一种110 kV快速机械隔离开关的新型断口。该断口是以SF6气体作为绝缘介质,并采用平板对接式的触头结构。通过优化动静触头的位置,可以缩短动触头导电杆长度,减小运动部件质量,从而满足快速机械开关在快速分合闸上的要求。为了紧凑化设计复合套管,并减小隔离开关的大小,通过仿真电场分布情况来优化复合套管的内径参数。最后,为了使触头结构具有更好的绝缘能力,设计了一种双圆弧组合形状作为触头结构,并使用下降法对触头的结构参数进行优化。该研究成果为混合式直流断路器向高电压等级发展提供了技术支持。

摘要：电流转移是混合式直流断路器能够成功开断电流的前提,针对混合式直流断路器的电流转移特性展开了研究。首先通过试验测量具有不同触头结构及触头材料的真空电弧电压。试验结果表明电流为0~1 k A时,电弧电压约16~22 V;且改变触头结构、触头材料及触头开距等无法有效提高电弧电压,所以提高真空电弧电压以驱动电流转移的方法并不可行。为此,首次提出了一种应用换流驱动电路的电流转移方法。对换流驱动电路建立了数学模型,并通过试验验证了仿真模型。最后,针对基于换流驱动电路的混合式直流断路器,设计试验回路并进行了电流转移等效模拟试验。试验结果表明:该电流转移方法能够保证混合式直流断路器中电流在200μs时间内可靠转移。该试验结果验证了基于换流驱动电路的电流转移方法应用于混合式直流断路器的有效性。

摘要：模块化多电平变换器(MMC)通常采用级联结构的线性控制方法,针对其功率跟踪精度差、动态响应慢等问题,本文提出一种基于反馈线性化的直接功率控制方法.首先,以换流器交、直流回路的控制信号为输入,以其输出功率及环流为输出,建立多输入多输出(MIMO)的控制模型,并利用反馈线性化技术,将所建立的非线性模型线性化;其次,基于线性化变换后新系统中交、直流回路控制目标的特性,设计各回路的线性控制器,进而提出相应的直接功率控制方法,并根据线性化方程求解MMC换流器的最终控制信号;最后,考虑到线性化变换后系统变量无法被完全观测的问题,建立无法观测变量的特征方程,利用稳定性分析理论,对所提控制方法的零动态稳定性进行讨论.所提方法利用反馈线性化手段解决了MMC非线性功率模型下的控制难题,可同时实现MMC的功率控制和环流控制,并提高MMC换流器对功率参考的跟踪精度与动态响应速度.实验结果表明:在稳态运行工况下,所提方法的有功及无功功率跟踪精度更高,误差更小;在有功功率阶跃运行工况下,所提方法有功功率动态响应速度更快,无功功率的波动更小;在无功功率阶跃运行工况下,所提方法无功功率动态响应速度更快,有功功率的波动更小.该方法可有效控制MMC换流器的有功和无功功率,具有更高的功率跟踪精度和更快的动态响应.

摘要：针对孤岛运行的交直流混合微电网,提出一种功率协调控制策略。为了实现交直流混合微电网在子微网间无互联通信条件下交流频率和直流母线电压的稳态无差运行,对可调度型分布式电源设计分段下垂控制。在Ⅰ段下垂控制中,增加前馈补偿控制,实现系统频率和直流母线电压二次调整;在Ⅱ段下垂控制中,通过对双向功率变换器实施合理的交换功率管理,实现子微网间功率自主协调,并运用高次幂函数改进下垂控制。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,验证了所提控制策略不仅能够实现双向功率变换器交换功率的合理流动,并且在无需子微网间通信情况下有效改善交直流混合微电网的稳态性能。

摘要：为实现孤岛交直流混合微电网群的稳定优化运行,提出一种多级功率管理策略。该策略包含两部分:多级功率分配控制策略和多级功率互动管理策略。多级功率分配控制策略通过功率自治级、功率互助级和功率平衡级等三级控制,实现系统功率的分散管理。考虑系统互联通信正常和通信故障2种运行情况,提出一种适用于交直流混合微电网群的多级功率互动管理策略,实现各功率分配级之间合理的切换管理,保证孤岛系统的供电质量,并减少系统功率互动损耗。设计事件触发控制器,实现多级功率互动管理策略仅在事件触发时刻进行数据交换,降低系统对通信网络的要求。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提控制策略的有效性。