摘要：混合储能微电网的并、离网模式灵活切换可较好地容纳分布式能源,但在复杂的工况下,其用电端降压接口的电能质量会受到影响。为此,该文提出一种带有参数自寻优的模糊自抗扰控制(FLADRC)策略对传统双闭环PI控制方式的外环进行改造。首先,根据需求对变换器模型进行分析与化简,并通过状态空间平均法进行建模;然后,依据状态方程包含的模型信息设计了FLADRC的线性扩张状态观测器(LESO)矩阵;之后,在频域分析部分,探究应用FLADRC时的系统性能,从理论上分析FLADRC的跟踪性、收敛性和抗扰性,并基于分析结果给出参数自寻优的模糊逻辑规则;此外,运用李雅普诺夫稳定性理论证明了应用FLADRC时微电网接口变换器的稳定性;最后,在40kW的实验平台上进行实验测试,得到了在多种工况下不同控制策略的动态曲线。实验结果验证了该文所提FLADRC方法的可行性和有效性。

摘要：文中从源-网-荷的匹配性角度分析柔性配电网(FDN)对间歇性分布式电源(DG)的消纳作用。首先,提出了DG与负荷匹配度的概念,可以衡量二者的功率平衡程度。为了更好地解释消纳结果,将消纳率分为源-荷匹配消纳率和源-网-荷匹配消纳率,前者忽略了网络约束。其次,提出了由匹配度计算源-荷匹配消纳率的方法,给出了基于直流的时序生产模拟模型,以及电压校验和结果修正方法计算源-网-荷匹配消纳率。最后,根据DG与负荷的匹配关系设计了3个典型场景,对比分析了FDN和传统刚性配电网(RDN)的消纳率,得到FDN的消纳机理及运行和规划的建议。

摘要：风电场并网系统在故障清除后产生的暂态过电压使得风电机组脱网的事故频发。其主要原因在于双馈风力发电机(DFIG)及无功补偿装置在故障清除后的无功补偿退出过程中存在响应延时。为此,基于DFIG转子侧换流器、网侧换流器及无功补偿装置的无功补偿极限分析,明确了上述不同设备间的无功补偿分配策略。接着,分析了不同设备在无功补偿期间的动态响应速度,据此提出了计及主后备保护动作时间的无功参考曲线优化设计方法。与现有无功补偿策略相比,该方法能够在保证故障穿越能力的前提下,大幅减小故障恢复期间并网点的暂态过电压。最后,基于实时数字仿真系统搭建仿真模型,通过大量仿真算例充分验证了所提方法的可行性与优越性。

摘要：针对“状态变量多、阶数高”给多换流器并联直流系统暂态稳定性分析带来的困难,提出计及多换流器动态交互的等值单机非线性模型,简化大扰动稳定性分析及控制参数设计复杂度。首先,对每台换流器下垂双环控制中的所有状态变量做等效变换,建立直流系统的等值单机非线性模型;其次,基于等值单机的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型刻画出最大估计吸引域,分析系统控制参数设计不合理导致的“小扰动稳定、大扰动失稳”问题;然后,提出基于等值单机的直流系统控制参数整定方法,通过等值单机设计推导系统中每台换流器的控制参数,降低了直流系统控制参数设计的难度,最后,RT-BOX硬件在环实验平台验证等值单机非线性模型及理论分析的准确性。

摘要：针对LLC谐振变换器工作在高频条件下对平面变压器寄生电容较为敏感的问题,采用磁集成技术对变压器的二次绕组进行优化设计,使得变压器寄生电容和绕组涡流损耗的综合效果最优。该文对平面变压器层间寄生电容的影响因素进行了具体分析,在极坐标系下建立变压器寄生电容的数学模型,并归纳出各影响因素在不同电流情况下的作用效果。该文提出了两种绕组形状的优化设计方案,从减小绕组正对面积的角度改善变压器的寄生电容。利用有限元仿真软件Maxwell,搭建变压器的3D仿真模型,根据仿真结果对比了采用不同优化方案时寄生电容的改善效果,验证了理论分析的可靠性。为了兼顾变换器的寄生电容和涡流损耗,给出了绕组面积设计的优化范围,并确定了最终的优化方案。最后,采用改良后的磁集成平面变压器,搭建了一台500W的样机,效率最高可达97.53%。

摘要：提高工作频率有助于提高变换器的功率密度,促进变换器的小型化和轻量化发展,但是随之而来的电磁干扰(EMI)问题,影响了变换器的工作性能。为了在缓解噪声现象的前提下尽可能地实现变换器的高频化、小型化,该文基于串联输入并联输出(ISOP)型LLC拓扑,深入探究了共模噪声的来源和噪声的传导过程,进行了共模噪声的预测,解释了该拓扑抑制噪声的工作原理。在此基础上,详细分析了拓扑的磁集成特性,对变压器进行了磁集成设计,降低了磁心损耗。此外,对变压器的二次绕组进行了优化设计,充分利用了现有的绕组面积,进一步改善了高频效应带来的不良影响,有助于提高变换器的工作效率。采用电磁仿真软件搭建变压器的3D仿真模型,进行仿真对比分析。最后,搭建了一台样机,实验验证了所提磁集成设计方案和绕组优化设计方法的正确性和有效性。

摘要：能源领域贡献了中国近90%的碳排放,对能源系统能流与能效的多维刻画及分析对碳中和路径的顶层设计具有极其重要的作用。能量具有“数量”与“品质”的双重属性,将能量的数量分析法和品质分析法相结合,分别从热力学第一定律能流和热力学第二定律㶲流的视角,研究并刻画了2010年和2020年中国能源系统的能流图和㶲流图。并从能源生产、加工、转换、消费等角度,对比分析了中国能源系统能源各链条能流、能效与损失的特征。发现2010年和2020年中国终端能源效率从74.52%提升至79.04%,同时能源结构向绿色低碳转型。但同期中国能源系统的㶲效率仅分别为17.44%和23.91%,能源转换的㶲损失仍较大,存在大量的电能低质利用、热能不匹配利用、能源原料燃烧利用等过程。最后,就双碳目标下中国能源效率从能流视角走向㶲流视角的提出了相关建议。

摘要：特高压(UHV)气体绝缘输电管道(GIL)导体通流发热,使绝缘气体SF6在温度梯度场下形成对流,导致三支柱绝缘子的沿面绝缘裕度与设计产生差异,威胁特高压GIL的安全运行。为探究气体对流效应对特高压GIL三支柱绝缘子沿面绝缘性能的影响,该文建立了水平敷设的1100kV GIL三支柱绝缘子电场-温度场-流体耦合仿真模型,考虑电场和气体密度的影响,计算了三支柱绝缘子放电起始电压。结果表明:大负荷条件下(8000A)GIL导体温度升高53℃,周围气体密度和介电强度下降15%,电场强度设计基准需同比例降低15%以保证足够的绝缘裕度;负荷导致放电起始电压降低11.6%,由于气体受热上浮,绝缘子上支柱周围的气体密度和介电强度均低于底部区域,更容易发生气体放电。因此,气体对流效应对特高压GIL绝缘性能的影响不能忽略,需要针对运行工况对结构及参数作进一步优化。

摘要：随着智能电网建设,我国城市配电网的调度运行将变得更精细,深入研究配电网运行的状态空间十分必要,特别是调度部门关心的安全性问题.本文研究了配电网运行状态空间的安全性分布.首先,为建立系统状态(工作点)和安全性结果间的映射关系,设计了两种计及主变容量约束的安全函数,用来量化系统的安全程度.其次,提出了运行状态空间安全性分布的概念,状态空间内所有工作点及其安全函数值构成了安全性分布.然后,在IEEE RBTS-Bus4扩展算例中验证了所提概念和方法,并绘制了算例配电网的状态空间安全性分布图.研究发现,在状态空间中,安全性分布形成了一种类似自然界电场、磁场的“安全性场”,其分布特征如下:以空载点为中心呈“等安全线”形式分布,并且具有单调减的自然特性,即距离中心越远,等安全线值越低.等安全线的法线方向是安全性变化最快方向,也是安全性提高的最优控制方向.

摘要：针对园区多微网交易多以单纯经济性为导向而忽略碳排放效益的问题,设计了端对端(peer-to-peer,P2P)能量交易与碳交易的耦合市场,以期进一步实现园区低碳运营。首先,基于电力系统在配电网节点处的边际碳排放因子,提出了分布式可再生能源发电低碳贡献的度量方法,构建了各微网基于电-碳交易的收益度量模型。其次,运用基于博弈的P2P交易机制,设计了完全竞争条件下保障各微网能够根据实时电-碳价格灵活调整发用电行为与购售角色的日前电-碳联动市场,并证明了所设计市场博弈均衡点的存在性。再次,基于电能和碳配额的供求关系,推导了电价与碳价的表达式,并提出了可有效保证用户隐私的迭代优化算法。最后,通过算例验证了所设计市场可以有力支撑园区多微网交易中经济效益和低碳效益的融合。