摘要：分布式电源、电动汽车及需求侧响应资源的广泛接入使有源配电网动态特性变得更加复杂。对基于实时仿真的有源配电网硬件在环仿真提出了新的需求和挑战。基于FPGA(field programmable gate array)的有源配电网实时仿真器具有仿真步长小、仿真精度高、I/O接口丰富、易于扩展、成本低等优点。面向基于FPGA的有源配电网实时仿真器的多种通信需求,以FPGA自身硬件结构为基础,提出了基于FPGA的有源配电网实时仿真I/O接口的设计框架,并设计了用于接收外部设备模拟信号、具有数字滤波功能的高精度通用A/D接口,用于仿真结果输出的通用D/A接口以及用于实现多FPGA全双工通信的高速光模块接口。同时,针对含光伏发电的有源配电网实现了3μs步长的实时仿真测试,其光照强度信号由光照采集器通过A/D接口输入到仿真器中,仿真结果经由D/A接口输出到示波器显示,通过与PSCAD/EMTDC软件仿真结果的对比,充分验证了I/O接口设计的有效性和正确性。

摘要：风/光/储微电网实验平台面向分布式发电、微电网等专业课程展开相关设计,集成了模拟风力发电系统、光伏发电系统、蓄电池储能系统、可控负荷等装备。该实验平台可开展模拟风力发电系统并网、光伏系统跟踪等实验,通过实验设计与实现增强学生对光伏、风机等分布式电源以及微电网系统的理解与认识,从而激发学生学习兴趣,提高实验教学效果。

摘要：随着间歇分布式电源的大规模并入,电力负荷的波动性和非线性特征日益明显,现有单一预测模型较难实现精准预测。本研究提出一种经验小波变换(EWT)、门控循环单元(GRU)和岭回归(RR)相结合的短期电力负荷预测模型EWT-GRU-RR。首先,应用灰色关联度选取与负荷高相关性的气象耦合因素,作为相似日的分类指标;然后,采用皮尔逊系数法对类别内的负荷进行最佳相似日选取以减小计算规模;接着,采用EWT将相似日负荷数据分解得到不同频率的负荷模态序列;最后,采用GRU与RR分别对不同频率模态序列进行多步预测,并将预测分量叠加得到最终负荷预测结果。实验结果表明,本研究所提模型的预测误差较单一预测模型GRU减少了77%以上,较支持向量机回归(SVR)减少了75%以上,较先采用经验模态分解(EMD)进行分解再采用径向基函数神经网络(RBF)和RR组合预测模型EMD-RBF-RR减少了75%以上,较先采用EMD进行分解再采用GRU和RR组合预测模型EMD-GRU-RR减少了76%以上,有效提高了负荷预测精度。

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：同步发电机的电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)中附加阻尼控制器相结合可以有效抑制系统低频振荡,从而提高电网的动态稳定性。为使阻尼控制器参数相互匹配,本文提出一种基于混沌变异粒子群优化(CMPSO)算法的PSS与SVC阻尼控制器的参数协调计算方法。该方法以传统粒子群优化(PSO)算法为基础,为避免种群陷入局部最优,算法迭代后期对粒子进行混沌变异操作,从而提高算法的全局搜索能力。综合考虑系统的超调量和响应速率,以阻尼比最大和特征根实部最小为目标函数,将多机电力系统中阻尼控制器参数设计问题转换为带有不等式约束的目标优化问题。在四机两区域系统上的仿真算例表明,CMPSO算法与传统PSO相比具有更好的全局寻优能力。PSS与SVC阻尼控制器的协调优化设计能够在不同的干扰下有效抑制低频振荡,增强电力系统的暂态稳定性,减少故障后的电压波动。

摘要：本文提出了一种适用于励磁同步电动机负载的谐振软开关变换器及其参数设计方法。结合谐振原理,在变换器拓扑中引入耦合电感与谐振电路,并利用Matlab程序绘制三维图,综合考虑开关管最大电压应力、最大电流应力、电感耦合系数及占空比之间的关系,计算并优化出合理的变换器参数。使变换器具有低脉动、低损耗、小体积、高功率密度的特性,同时可抑制负载中寄生参数的影响,提高变换器工作的稳定性。基于750 W的实验样机,给出了具体的参数设计过程,并对参数设计结果进行实验验证。

摘要：围绕中压独立微网系统,提出了一种基于序贯蒙特卡洛算法的可靠性评估方法,该方法可根据自动保护装置的位置,对独立微网系统进行拓扑分区,提出了可同时考虑系统有功和无功功率平衡的运行控制策略,解决了传统可靠性方法在分析系统无功充裕度方面的不足。最后围绕改造后的加拿大某地区实际的独立微网系统,研究了储能装置不同参数对系统可靠性水平的影响,结果验证了所提方法的有效性。

摘要：提出一种拓扑变换型LLC-C谐振软开关直流变换器。它是将两种简单谐振结构相结合,利用辅助开关管控制变换器的等效电路结构。在额定工作条件下,变换器工作在LLC模式,实现高效率运行;在输入电压偏高时,自动切换至LCCL模式,以在获得较宽电压增益范围的同时仍维持较高效率。进一步地,对电路的损耗分布情况进行了分析计算,选取两种模式效率曲线相交处为模式切换最佳点,为变换器工作模式设计提供了理论依据。最后,为了验证所述变换器原理的可行性,给出了相应的实验结果:输入电压从110V变化至400V的过程中,输出电压始终维持在200V,对应的电压增益从1.8至0.5;变换器效率始终维持在高于90%的较高值,最高可达97.5%。变换器这种在宽增益范围维持高效率的特点使其非常适用于新能源发电等对电压范围和效率有较高要求的应用场合。

摘要：为降低变电站培训仿真系统的建设成本,研究一种基于可编程逻辑器件(field-programmable gate array,FPGA)的变电站仿真模型并行解法。在分析梯形法和因子表法求解仿真模型的基础上,设计一种以乘–除–加运算为基本粒度的并行计算平台。为方便地进行消去节点排序和消去任务分配,用单线图描述变电站结构,并给出节点消去计算量与节点度之间的关系。为缩短仿真模型的求解时间,采用基于最小视在消去计算量的消去节点安排方法,以及等待方式与替代方式相结合的消去任务分配方法。实践表明,采用所提出的并行计算平台和任务分配策略,一个具有88?4个节点的变电站一次系统能以50?s仿真步长在一块EP3C120上运行。

摘要：以中压直流(medium-voltage DC, MVDC)配电系统为研究对象,建立了直流系统的临界降阶模型,研究了恒功率负载对系统稳定性的影响。由于直流系统中恒功率负载的负阻抗特性会导致系统电压发生振荡失稳现象,给稳定运行带来不利影响,提出一种能够提高MVDC配电系统电压稳定性的稳定控制算法,通过状态反馈控制、下垂控制及电压控制中关键参数的分散灵活设计,改变系统主导极点在s域平面的位置,有效提高MVDC配电系统的稳定性。仿真结果验证了临界降阶模型的合理性以及基于泰勒展开控制算法的有效性。