电工技术学报杂志

发表咨询:400-808-1731

订阅咨询:400-808-1751

电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2011年第07期杂志 文档列表

电工技术学报杂志新能源发电专题
基于反馈线性化原理的直驱风力发电机组控制系统设计1-6

摘要:提出一种基于反馈线性化原理的控制策略来设计直驱型风力发电机组(D-DPMSG)控制系统。为了使系统稳定运行在最大功率区域和快速追踪最大功率特性曲线,建立了系统各部分的动态模型并推导出了该非线性控制策略。在随机风速扰动下,相对于传统的PID控制策略,基于反馈线性化原理设计的非线性控制器使系统的转速响应超调更小,响应速度和恢复速度更快,效果更好。最后,大量仿真证明了该控制策略在追踪最优功率曲线的有效性。

基于储能的直驱风力发电系统的功率控制7-14

摘要:随着风力发电的电网穿透率的增加,风电系统与电网之间的相互影响也越来越大。风电系统输出功率的波动性和间歇性对电网的电能质量及其稳定性将产生较大的影响;与此同时,电网故障也会给风电系统带来一系列的暂态过程,甚至会危及到风电系统的安全运行。本文针对基于储能的并网永磁直驱风力发电系统的运行特点,提出了一种可行的综合控制策略,在使风电系统输出较为平滑的功率的同时,还具有较强的低电压穿越能力,使风电系统基本不受电网故障的影响。仿真结果很好地证明了所提出的控制策略的正确性和有效性。

直驱式风力发电变流系统拓扑方案研究15-20

摘要:为了满足直驱式风力发电系统的大容量、高功率密度以及高可靠性需求,提出同时采用功率模块并联和变流器并联的主电路拓扑方案。首先,采用智能功率模块并联扩大单台变流器的容量,并利用差模电感对其存在的动态环流进行有效抑制,简单可靠;其次,利用六相永磁同步电机中两套三相绕组之间的电气隔离,解决了机侧以及网侧变流器并联存在的零序环流问题,一方面扩大了系统容量,增加系统冗余性和可靠性,同时还可利用谐波对消技术减小注入电网的电流谐波。通过试验对文中所述系统方案的可行性进行了验证。

一种双馈风力发电机在电网电压不平衡条件下的改进控制策略21-29

摘要:通过对双馈电机在电网电压不平衡条件下的模型进行了推导、分析以及对电网电压不平衡条件下双馈电机定子侧有功功率、无功功率以及电磁转矩的定义,提出了一种双馈风力发电机在不平衡电网电压条件下的改进控制策略,该控制策略可以根据控制目标的不同,实现定转子电流、有功无功功率和电磁转矩脉动的抑制,另外在该控制策略中采用了一种快速正负序分量分解的方法,与传统采用低通或带通滤波器进行正负序分量分离相比,该方法分离速度快,对系统稳定性影响很小,从而改善系统的控制性能。为了验证该控制策略的有效性,利用Matlab/Simulink对进行了仿真并进行了实验验证,仿真和实验结果验证了该策略的可行性。

双馈感应风力发电机低电压穿越控制策略的理论分析与实验研究30-36

摘要:分析了电网对称及非对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链的动态过程、电网故障过程中发电机定子磁链对转子的影响。在此基础上,分析了单靠改进转子变换器控制策略实现发电机低电压穿越的条件,提出一种利用软硬件结合的方法实现低电压穿越的控制策略,在电网严重故障时限制了双馈感应发电机定、转子电流,保护了双馈发电机励磁变换器,实现了快速地向电网提供功率支持。建立了双馈感应发电机低电压穿越控制模型和3kW双馈感应发电机励磁变换器低电压穿越控制实验系统。实验结果表明,本文提出的双馈感应发电机低电压穿越控制策略动态响应快、方法行之有效。

双馈感应风力发电机网侧变换器低电压穿越控制策略37-43

摘要:电网故障时风力发电机的各种运行状态对电网稳定性的影响,特别是双馈发电机的低电压穿越问题已成为研究热点。本文根据电网故障发生及排除时,双馈感应风力发电机双PWM励磁控制器中网侧变换器的响应特性,提出一种网侧变换器低电压穿越的控制策略。该方法在电网故障发生及排除时,通过改变调制电压信号,抑制交流输入电流大幅度改变,达到稳定直流母线电压的目的。实验结果证明本文提出的方法能快速调节直流母线电压,使之趋于平稳,并且在电网故障时,使转子电能快速通过网侧变换器输送到电网。

基于模糊逻辑的变速双馈风力发电系统级联滑模鲁棒控制44-50

摘要:提出一种结合模糊逻辑与滑模变结构技术的新型风力发电系统鲁棒控制方法,采用级联的风力机滑模控制器和发电机滑模控制器,并利用模糊逻辑实现滑模切换增益的自适应调节。该方法能在定、转子电阻等系统参数具有不确定性的情况下,分别实现对参考转子磁链和转矩的良好控制及对最佳叶片转速的鲁棒跟踪,从而获得在额定发电功率内的最大风能追踪。仿真结果表明,相比较常规的反馈线性化技术,该方法在有参数变化时具有更好的控制性能,鲁棒性更强,具有更高的风能利用率。

近海风电场并网用多端口VSC-HVDC系统的无差拍协同控制策略51-59

摘要:探讨了近海风电场用基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)的几种并网拓扑,针对多端口VSC-HVDC系统提出了基于无差拍控制方法的协同控制策略,该控制策略具有原理简明、算法简单、参数定义明确、跟踪精度高及动态响应速度快等优点。为了验证本文所提出方案的可行性,利用Matlab/Simulink构建了一个近海风电场的四端口VSC-HVDC并网传输系统,并进行了系列仿真研究。仿真结果表明,本文所提出的多端口VSC-HVDC并网传输协同控制方案可为近海大规模风电场的并网传输提供优化灵活的解决方案。

基于多端直流输电的风电并网技术60-67

摘要:以西北电网大规模风场为背景,提出了采用相控换流器的多端直流输电系统(LCC-MTDC)进行大规模风电并网的方法,同时结合西北电网拟建直流输电项目,构建出用于风电并网的多端系统拓扑图并设计了相关器件的参数。在推导出LCC-MTDC数学模型基础上,提出了适用于LCC-MTDC系统的电流裕度控制策略,分析了系统出现扰动时换流器通过控制策略切换而重新恢复稳定运行的原理。PSCAD/EMTDC软件中的仿真结果表明:所提出的控制策略具有良好的控制特性,特别是在故障条件下能有助于系统快速恢复。

风场短期风速预测研究68-74

摘要:提出一种基于支持向量机的短期风速预测模型,并通过小波分解和遗传算法实现模型中的数据预处理和参数寻优。模型包括数据处理单元、参数寻优单元和支持向量机单元,以历史风速值作为输入,输出未来时间段的风速值。同时,通过引入模型的可调参数,提高模型对应不同风场风速数据的普遍适应性。实验结果表明,模型的预测效果良好,并具有较好的适应性,可适应不同地区的风场数据。

独立光伏电源控制器建模及高动态性能研究75-82

摘要:光伏供电系统一般采用太阳电池阵-蓄电池联合供电模式,空间独立发电系统一般采用S4R作为功率调节单元(PCU)。采用局部开关阻抗失配法建立电源控制器模型,采用无反馈型延迟驱动解决了由PV输出寄生电容带来的开通时刻EMI问题,相比有源限流电路,该设计的无限流电感、无采样电阻,一定程度上简化了驱动电路的设计;而延迟驱动技术降低了环路的相位裕度,采用超前网络反馈采样环节来提高控制器带宽附近的相位裕度。仿真及实验证实采用超前网络反馈环节技术的S4R的动态性能优于仅采用延迟驱动技术的S4R,并发现系统带宽,开关频率及输出滤波电容大小互相制约。

基于模糊识别的光伏发电短期预测系统83-89

摘要:随着光伏发电系统容量的不断扩大,光伏发电预测技术对于减轻光伏发电系统输出电能的随机性对电力系统的影响具有重要意义。根据光伏发电系统的历史发电量数据和气象数据,分析了天气类型、大气温度和太阳辐射强度等因素对预测结果的影响,采用神经网络对数值天气预测数据进行模糊识别,建立了基于模糊识别的神经网络发电预测模型。研究结果表明,神经网络的结构和扩展速度对预测结果有一定的影响;把数值天气预测数据进行模糊识别后作为神经网络的输入有利于提高神经网络的预测精度;设计的神经网络预测模型具有较高的精度,能够解决光伏发电的随机化问题,有利于电力系统的功率平衡和经济运行。

一种单级光伏并网系统MPPT算法的分析90-96

摘要:讨论了光伏电池的非线性输出特性,分析了单相单级式光伏并网系统的硬件拓扑结构及常见的最大功率跟踪(MPPT)控制方法,针对传统一阶式MPPT控制算法在单级式光伏并网逆变系统应用中的不足之处,将模糊PID控制引入到单级式并网发电系统的MPPT控制当中。给出了系统的MPPT控制框图及模糊PID控制器的详细设计过程,基于PSIM软件搭建仿真平台,对文中提出的控制算法进行软件仿真,并最终将算法在实验样机上实现,仿真及样机实验结果均验证了算法的可行性和有效性。

基于Z源电容电压变化的并网电流控制策略97-103

摘要:Z源逆变器属于单级系统,具有结构简单,允许逆变桥同一桥臂上下功率器件直通,输出波形畸变小等优点,在光伏发电等输入电压变换范围比较大的场合具有很好的应用前景。在光伏并网系统中,并网电流的频繁变化将会对电网的电能质量带来负面影响。为此,本文结合单相Z源光伏并网逆变器的特点,提出了通过Z源电容电压变化来调节并网电流幅值的控制方法。该方法能够减小并网电流的波动,从而改善并网电流的波形质量。实验结果证明了该控制策略的有效性。

风光互补独立供电系统的多目标优化设计104-111

摘要:在风光互补独立供电系统的设计中,如何配置风力发电机、太阳能电池板和蓄电池,在满足负荷需求的前提下,使风能和太阳能资源得到充分利用,负荷的供电可靠性较高,而系统成本最小,这是一个多目标优化设计问题。本文首先建立了风力发电和光伏发电的天气模型,提出了衡量供电可靠性的失负荷概率LOLP、衡量清洁能源浪费的失能量概率LOEP和系统成本等指标,并采用蒙特卡罗仿真进行计算。为了求解这一多目标优化问题,本文提出了一种混沌自适应进化算法(CSEA),新算法的混沌初始种群算子提高了初代种群的多样性,分组选择策略保证了各代中一定数量的劣势个体能参与进化,自适应遗传算子增加了劣势个体的交叉和变异概率,从而避免算法早熟,增强了算法的全局搜索能力。算例表明,CSEA算法比传统单目标遗传算法的结果更加接近实际运行的Pareto优化前端,综合效果更优。另外,与纯光伏、纯风力发电方式比较发现,风光互补供电方式更为合理。可见,采用CSEA算法进行风光互补独立供电系统的优化设计,对于提高供电可靠性,降低成本,减少能源浪费具有非常重要的意义。

用于分布式发电系统孤岛检测的偶次谐波电流扰动法112-119

摘要:孤岛检测是分布式并网发电系统必须具备的能力,但频率或相位偏移等传统主动式孤岛检测方法在并网逆变器输出与本地负载功率平衡时难以有效检测出孤岛现象。针对已有孤岛保护方法的不足,本文分析了不同电流扰动信号对孤岛检测能力的影响,找到了适合多机并网系统快速孤岛检测的偶次谐波扰动信号,在此基础上结合过零点频率检测法,将电流谐波扰动的正反馈引入孤岛检测与保护中。并网逆变器的输出电流参考信号受到微弱扰动信号的影响,孤岛发生时,形成扰动信号的正反馈回路,并迅速累积使公共耦合点电压频率超出限定阈值,从而实现孤岛保护。该方法具有便于实现、对电网污染小、检测速度快及适合多机系统等优点。仿真和实验结果验证了该方法的有效性与可靠性。

分布式电源对故障恢复初期不平衡孤网稳态特性影响120-125

摘要:针对故障后恢复初期的薄弱三相不平衡电网,研究了以自励式异步发电机为代表的分布式电源并网后对原有不平衡系统稳态运行特性的影响。以孤网稳态运行数学模型为基础,利用对称分量法并结合相应的误差分析,得出系统的简化等值复合序网及同步发电机支路负序电流比重的理论公式。同时在此基础上分析了负荷量一定的情况下,并网后的分布式电源采用不同的运行调整策略对原系统同步发电机支路电流不平衡度的影响。研究结果表明并网的分布式电源不适当的调节策略反而可能增加原系统同步发电机支路的负序电流比重,降低同步发电机运行的安全性。仿真与理论计算结果的对比分析,验证了本文结论的正确性及有效性。

基于涡旋机的新型压缩空气储能系统动态建模与效率分析126-132

摘要:提高储能效率是压缩空气储能方式在新能源发电领域应用的重要前提。本文综合考虑泄漏、摩擦损耗等对涡旋压缩机性能的影响,建立基于各腔室容积和气体质量变化的压力动态方程及主轴运动方程,并给出了基于涡旋机的压缩空气储能系统动态数学模型;通过采用遗传算法辨识综合影响系数和转动惯量两关键参数优化完善了模型;仿真和试验对比研究表明涡旋压缩机效率高并具有良好的变工况特性;涡旋压缩机多转速试验验证了动态模型的有效性,同时指出了压缩机全效率存在最优的运行速度及恒转速下随排气压力升高而降低的工作特点,为研究涡旋压缩机的效率优化控制奠定了坚实的理论和实践基础。