摘要：在分析了电动汽车充电机控制系统各环节模型的基础上,建立了控制系统电压和电流两种充电方式下的数学模型,进而提出了分别采用基于电压和基于电流的滑模变结构控制算法(SMC)进行充电控制,以增强充电过程的鲁棒性。在此基础上,设计了以可编程门阵列(FPGA)芯片为核心控制器的充电机控制系统,给出了系统的总体结构和运行过程;控制系统中分别采用基于PID的常规三阶段式充电和基于SMC的智能充电两种充电模式,对应不同的动力电池类型,增加通用性。对SMC控制方法和不同充电模式的性能进行了仿真分析,结果表明SMC方法在充电机系统控制上具有优良的控制性能和鲁棒性能。

摘要：微电网含有大量的高频功率开关和非线性元件,对电力系统实时仿真技术提出了很高的要求。为减轻逆矩阵法的存储压力,将整个网络分解成多个子网络,仅存储计算子网络状态变量和输出变量的各种参数。为降低子网络间约束方程的计算成本,利用其稀疏性的特点,提出了一种子网络分层合并的多端口等效方法。考虑FPGA硬件资源有限,设计了一种实现细粒度并行的专用运算组件。以2μs仿真步长在5SGSMD5芯片上实时仿真了一个低压微网系统,其仿真结果与商业离线仿真软件PSCAD结果一致,验证了所提方法的可行性和准确性。

摘要：针对具有电能质量治理和功率输出功能的三相三线制多功能并网逆变器,提出在两相静止坐标系下基于CPT功率理论的改进电能质量补偿分量计算方法,实现在并网点电压畸变情况下不引入锁相环,提取负荷电流中的谐波、无功和不平衡分量。为实现对负荷电流补偿分量跟踪输出以及在畸变电压干扰下的输出电流控制,同时简化电流内环控制器结构,采用H∞重复控制理论设计逆变器输出电流控制环。由于多功能并网逆变器在运行中,控制环节稳定性受到本地负荷以及并网点线路阻抗的影响,基于由CPT理论构建的一般负荷模型,提出适用于复杂负荷以及线路阻抗接入情况下的H∞重复控制系统稳定性分析方法。最后在硬件实验平台上对所提出多功能并网逆变器控制策略进行了验证,实验结果表明其有较好的电能质量治理能力。

摘要：现有高频振荡有源抑制策略存在恶化柔直系统动态性能、对电网工况变化的适应性差等不足。该文提出一种动态性能友好型高频自稳控制策略,在基本不影响柔直系统动态性能的基础上,能够完全消除模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交流端口的高频负电阻特性,对不同电网工况具有强适应性。首先,在静止坐标系中建立包含正负序分离环节、正负序电流控制环节和锁相环等的MMC高频阻抗模型,通过对比传统高频简化阻抗模型,发现锁相环对MMC高频阻抗的附加电阻效应,并进一步分析锁相环控制参数和静态工作点变化对附加电阻效应的影响。其次,阐述所提高频自稳控制策略的基本原理,并给出其参数设计方法。此外,通过建立柔直系统的动态响应模型和暂态电流模型,分析所提策略在柔直系统动态性能方面的优势。最后,通过仿真验证了所提策略能够有效适应不同电网工况,且基本不影响柔直系统的动态性能。

摘要：研究了一种反映突变量中直流分量的高压直流输电线路功率保护。为了获得突变量中的直流分量,分析了高压直流输电线路区内外故障时两端突变量电压和突变量电流的特征,利用Kaiser窗提取突变量电压和突变量电流中的直流分量,提出了基于同极线两端突变量功率极性比较的保护原理和基于突变量功率幅值的启动判据,并构造了利用突变量电压的故障极识别判据,设计了保护的动作方案。由于保护动作判据采用的是突变量功率中的直流分量,所以从本质上反映了直流线路的故障特征。理论分析和仿真结果表明,所提出的保护方案能够正确区分线路内外部故障,耐受过渡电阻能力强,且能够准确识别故障极线,适合作为高压直流输电线路的后备保护。

摘要：为使多功能并网逆变器能够在传输有功功率的同时实现电能质量治理的功能,提出一种基于改进型重复控制算法的内环控制器设计方法。为提高内环控制系统的动态响应能力,改进型重复控制器采用比例控制器与传统重复控制器并联的形式。通过对内环传递函数的分析,提出等效被控对象的概念,将并联的比例控制器等效成系统被控对象的一部分,由此分析了内环系统的稳定性、稳态误差以及动态性能,并在此基础上对重复控制器的参数进行设计。最后,通过仿真和实验验证了所设计的内环控制器能够实现对参考电流的快速精确跟踪,基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器具有优良的电能质量治理能力。

摘要：异质能源耦合是综合能源系统区别于配电系统等单一能量系统的显著特征。文中提出综合能源系统能源耦合程度的指标,设计观测方法并揭示了新的规律机理。首先,提出了耦合单元以及整个综合能源系统的能源耦合度指标。其次,建立了综合能源系统的运行域模型,描述了正常运行约束下系统的最大允许运行范围。最后,以典型电-气耦合综合能源系统为例验证了所提耦合度的合理性。总结得到电-气耦合综合能源系统运行域随耦合度的变化规律,发现了2个临界耦合度和3类现象,分析揭示了耦合度对运行域的影响机理。

摘要：为消除常规限流电抗对直流系统运行稳定性和直流断路器断流速度的不利影响,桥式限流型固态断路器实现了兼具自适应故障限流与断流的优异性能,但其桥电路中的直流偏置电源存在无过流保护和电源容量与投资成本相对较高的缺陷。针对桥式限流型固态断路器,文中设计了一种基于三相半波整流电路的直流偏置电源,提出了偏置电源参数选取和电压整定方法,有效减少了电力电子器件数量,实现了偏置电源过流保护电路,降低了偏置电源设计容量和制造成本。样机实验和仿真算例证明了所提出的自适应限流型固态断路器的偏置电源的优势。

摘要：新型电力系统发展背景下,故障特性发生深刻变化,基于同步机特性设计的继电保护面临严峻挑战。文中重点讨论了永磁直驱风机大规模交流送出线路中,以正序电压为极化电压的距离保护的适用性问题。计及并网逆变器的暂态穿越控制行为,分析了永磁直驱风机的故障特征,并重点研究了永磁直驱风机接入下以正序电压作为极化电压的线路阻抗继电器动作性能,讨论了不同穿越控制策略、不同系统工况对其动作性能的影响。研究发现,风电场侧相间继电器的可靠性会受直驱风机并网逆变器的故障穿越控制影响,且在不同无功补偿策略下表现不同:“增发无功、有功置零”的穿越方式下,相间阻抗继电器的可靠性较好;“增发无功、定有功”和“增发无功、限有功”的穿越方式下,相间阻抗继电器的可靠性会显著降低。此外“,增发无功、定有功”穿越方式下,相间阻抗继电器的可靠性还与稳定运行时的系统工况有关,风电出力越多,相间继电器可靠性越低。基于实时数字仿真系统搭建典型直驱风电场并网模型,通过大量实时仿真测试验证了理论分析的正确性。

摘要：针对软开关(soft open point,SOP)规划研究中尚未涉及需求侧资源响应特性及其位置选择的问题,提出了一种考虑可平移与可削减负荷资源响应不确定性的联合规划模型和规划运行整体求解方法.首先,基于不同类型负荷的主要构成及需求响应特性分析,构建了需求侧资源可平移与可削减两类响应特性的三角隶属度模糊模型;其次,以配电公司年综合费用最小为目标,建立了需求侧资源和智能软开关模糊机会约束规划模型,实现了对需求侧资源投入成本、软开关建设运行费用、网络损耗费用以及弃风弃光成本的综合分析;再次,基于模糊变量的清晰等价类变换、等效替代以及多面体线性化技术,提出了模糊机会约束二阶锥规划模型转化为混合整数线性规划模型的数学方法,实现了规划层与运行层利用CPLEX求解器在Matlab平台的整体求解.最后,结合某地区配电系统实际算例分析了内嵌运行策略的需求侧资源与软开关联合规划结果.算例结果表明:需求侧资源与软开关的联合规划实现了不同规划对象的优势互补,既保证了规划方案的经济性,降低了配电系统的网络损耗,同时也提高了对分布式电源的消纳能力.