摘要：大功率扰动条件下,限幅环节容易造成占空比出现饱和现象,直流配电系统就会由闭环控制退化成开环响应并出现暂态失稳。为此,文中开展了计及占空比限幅环节的直流配电系统暂态稳定性分析。首先,文中利用Sigmoid函数模拟占空比限幅环节中的非线性特性,建立了更为贴近工程实际的直流配电系统大信号模型。其次,利用Takagi-Sugeno(TS)模糊模型法,刻画了计及占空比限幅环节影响的估计吸引域。然后,通过不同控制参数的估计吸引域变化情况,揭示了占空比饱和引发的直流配电系统暂态失稳现象。最后,针对占空比限幅环节导致已有暂态稳定性提升方法存在的局限性,提出了一种控制参数优化设计的方法,为提升系统暂态稳定性的控制参数选择提供了方案。RT-Box硬件在环实验验证了理论分析的有效性。

摘要：随着分布式清洁能源发电技术的发展,传统电力用户逐渐转变为电能产消者,并可采用合作联盟形式参与电力P2P(peer to peer)交易,促进分布式清洁能源就地消纳。该文通过从源端和传输端分别核算碳减排量的方法,构建一类考虑经济效益和环境效益的社会福利函数,研究分布式电能产消者通过合作联盟形式实现社会福利最大化的途径。设计一种依据产消者对联盟社会福利贡献值分配合作剩余的机制,激励产消者合作的积极性以维持联盟的稳定。算例分析表明:相较于P2G(peer-to-grid)交易和非合作P2P交易,产消者以合作联盟方式参与电力P2P交易的社会福利分别提升了62.62%、33.79%。因此,以市场化的方式组建合作联盟参与电力P2P交易并合理分配利益,可挖掘分布式清洁能源就地消纳的潜力,促进能源消费的绿色低碳转型。

摘要：分布式可再生能源发电设备在城市中日益普及,配置储能是应对其出力不确定性的有效措施,但楼宇各自配置储能仍存在成本高、利用率低等问题。在自有储能共享模式下,采用合作博弈理论设计了一种城市楼宇以合作联盟形式进行储能容量共享的机制,并在考虑储能初始投入差异的前提下基于改进Raiffa解法设计了一种合作剩余分配方式。算例结果表明:通过提出的储能共享机制,城市楼宇集群的储能资源利用率提高了18.12%,运行成本降低了10.22%,实现了参与储能共享楼宇的“降本增效”;通过提出的合作剩余分配方式,楼宇集群中配置储能楼宇的“降本”幅度远高于未配置储能楼宇,体现了分配方式的公平性,且计算量较Shapley值法有明显减少。

摘要：为促进科教融合,提升学生的实践能力,设计了不确定源荷对电力系统静态电压稳定性影响的虚拟实验教学,开展教学与科研互助的实验教学模式探索。虚拟实验以电压稳定性理论为基础,以小规模电力系统为仿真算例,仿真参数完备,有助于学生对复杂理论知识的理解和对科学问题的探索,了解当前新型电力系统电压稳定性的科技前沿,启发学生从仿真中体会“探索-分析-总结”的学习方法和从事科学研究的过程,培养学生的科学研究兴趣。该实验可作为电压稳定分析理论教学的有益补充。

摘要：针对传统MRAS观测器在外部干扰和运行工况变化时观测精度差的问题,提出一种改进型MRAS观测器。通过对传统MRAS中的自适应律重新推导,考虑参数分布理论,引入电阻自适应律来进一步提升观测器的性能。为解决传统PI速度控制器无法满足高精度控制的要求,提出一种新型趋近率,设计相应的滑模速度控制器取代传统PI速度控制器。仿真结果表明,与传统的PI控制器和滑模控制器相比,改进后的滑模速度控制器和MRAS观测器具有更优越的控制性能和观测性能,稳定性高、抗负载扰动能力强。

摘要：为了解决现有永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制方法存在的位置估计精度低、各速域切换不平稳问题,提出了一种全速域复合控制策略。在低速域采用脉振高频电压注入法获取准确的转子位置。在中高速域采用基于快速超螺旋滑模(FSTSM)算法的模型参考自适应系统(MRAS)无传感器控制方法,通过增加反馈校正环节加快误差的收敛;采用FSTSM算法替代比例-积分(PI)环节,并引入双曲正切函数代替FSTSM算法中的符号函数。仿真实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

摘要：采用电压-电流(U-I)下垂控制的孤岛微电网系统始终运行于工频频率,避免了传统下垂控制存在的频率偏差及频率越限问题,但电源间易产生环流,功率分配精度差。为此,提出电流同步U-I下垂控制方法,该方法由电流同步控制及U-I幅值下垂控制两部分构成。前者通过调节输出电压相角使各电源输出电流相角一致,以抑制电源间环流;后者依据输出电流的幅值调节输出电压的幅值,使各电源出力依据自身容量分配。在此基础上,建立双端系统的小信号模型,分析电流同步控制环路中控制参数对系统稳定性的影响,为参数设计提供依据。仿真及实验结果表明,相比U-I下垂控制,所提方法的系统环流减小50%以上,电压畸变率改善近10%,电源间功率分配精度及系统电能质量均得到明显提升。

摘要：剩余使用寿命(RUL)预测是实现装备健康管理与预测性维护的最主要技术手段之一,为了准确预测轴承的剩余使用寿命,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和长短时记忆网络(LSTM)的轴承剩余寿命预测方法。首先,对采集到的振动信号做时域、频域及时频分析,同时记录相应特征;进而,筛选特征,通过EEMD对振动信号予以分解并重构;最后,通过LSTM结合经过处理的信号构建健康特征指标。通过实验证明了该方法能有效的预测出轴承的剩余寿命,且有较高的预测精度。

摘要：高比例风力发电使用大量的电力电子装置接入电网,本身不能像传统的同步发电机一样具备内在的惯性响应特性,在受到外界扰动时很难支撑风电系统自身频率的稳定性。常规的虚拟同步机(VSG)控制在惯量主动支撑方面很难满足实际运行需求,因此提出一种灵活自适应旋转惯量、阻尼综合VSG永磁直驱风电系统控制策略。首先,建立虚拟同步机永磁直驱风电系统机侧、网侧控制单元模型以及网侧和机侧之间的电流前馈控制单元。对风电VSG系统进行稳定性分析及参数整定。其次,设计自适应旋转惯量、阻尼综合控制规律,并对控制规律相关参数进行分析。最后,基于自适应灵活旋转惯量、阻尼综合控制规律建立风电系统仿真模型。通过仿真验证了该方法的可行性,仿真结果表明:该方法应用于风电系统相比于VSG/自适应旋转惯量VSG具有更好的调频特性以及具备直流母线抗扰动调压的特性。

摘要：直流断路器是实现直流系统电流故障清除和隔离的关键设备。基于人工过零点的直流断路器熄弧时刻具有不确定性,且换流电容需要更换辅助电源,降低断路器可靠性,增加维护成本。为此,在传统直流断路器基础上,提出了一种基于光伏充电的混合式直流断路器拓扑结构设计方案。该方案在断路器过零点未熄弧时闭锁IGBT开关,加速电弧熄灭,并设计光伏储能供电系统为换流电容预充电能,以保障断路器持续运行。同时对所提断路器的拓扑结构、开断时序、拓扑参数进行了设计,基于MATLAB/Simulink实验平台建立了150 V混合式直流断路器模型,讨论IGBT开关器件闭锁时刻及电阻电容二极管(resistance-capacitance diode,RCD)缓冲电路对断路器开断的影响。在此基础上,通过仿真实验分析了正常和短路工况下断路器开断过程,验证了所提方案的可行性。