飞轮储能系统放电模式下的非线性控制算法
摘要：针对Buck-Boost变换器的非线性特征给飞轮储能系统的放电运行状态带来的控制问题,提出了电压电流双环非线性控制算法。基于输入/输出线性化理论,推导出电流内环的控制律,并证明了内动态的稳定性。电压外环采用鲁棒性强的滑模变结构控制方法,并增加限流环节,保证放电电路安全、稳定运行。在Matlab/Simulink仿真平台中搭建飞轮放电模型,对所提出非线性控制算法进行了仿真验证。仿真结果表明,相比于双环PI控制,该算法能够明显改善输出电压调节时间、超调量等动态特性,在输入电压存在大范围变化的情况下,输出电压能够保持恒定和较低的纹波系数。基于小波包分解的混合储能技术在平抑风电场功率波动中的应用
摘要：在充分分析风电功率幅频特性的基础上,提出基于小波包分解的混合储能技术平抑风电场输出功率波动的方法。采用小波包分解理论对风电场输出功率信号进行多尺度分解,得到反映并网功率信号的低频信号和接入储能系统的高频信号;根据不同类型储能系统的特点,将高频信号再次进行划分,分别选择与其频率范围适应的电池和超级电容器储能设备,建立了基于混合储能系统的风电场输出功率平滑控制模型;与单类型电池储能系统功率平滑效果进行了对比。仿真实例表明：该方法能够有效地抑制风电场输出功率的波动,提高储能电池的使用寿命,具有一定的工程应用价值。配置STATCOM的DFIG风电场在不对称电网故障下的控制策略
摘要：该文研究在不对称电网故障穿越的第2阶段,双馈式（doubly-fed induction generator,DFIG）风电场如何实现＂自身不脱网安全运行并同时满足并网导则无功支撑要求＂的问题。由于受限于变流器的容量,DFIG机组无法保证在所有故障情况下实现既定的控制目标。为此,通过引入最优化的方法,分析了变流器容量限制条件下DFIG机组的可控性问题,得到了以电网电压不平衡度所量化表示的可控区,指出为确保在不对称跌落故障较严重时能满足并网导则要求,有必要在DFIG风电场层面配置静止同步补偿器（staticsynchronous compensator,STATCOM）以降低场内DFIG机组的机端电压不平衡度。最后,设计了STATCOM所需容量最小的电压补偿控制策略,并给出了相应的容量匹配方法。仿真结果验证了该文提出的在不对称低电压穿越（lowvoltage ride-through,LVRT）第2阶段DFIG机组可控区的正确性、STATCOM辅助控制策略的有效性以及相应容量匹配方法的可行性。“大规模间歇式电源并网与大容量储能系统”专栏征稿启事
摘要：随着可再生能源的大规模、集约化开发,其间歇性、随机性给电网运行带来了较大的影响,并网问题成为目前我国可再生能源发展的关键问题。同时,新型高效储能技术的发展作为实现电网运行方式革命的关键技术,也得到了国内外的广泛重视。《中国电机工程学报》编辑部特邀清华大学电机系主任闵勇教授作为特约主编,考虑损耗转矩的风力发电系统最大风能跟踪控制
摘要：由于系统功率存在损耗,且损耗值随着风速变化而变化,导致基于功率反馈的传统最大风能跟踪策略实际应用时不能准确给定最大功率,从而影响系统风能吸收效率。该文基于直驱式永磁同步风力发电系统,在传统功率反馈控制策略的基础上,提出考虑损耗转矩的最佳电流给定最大风能跟踪控制策略。该方法通过计算系统损耗转矩,给定永磁同步发电机最佳电流值,提高了风能捕获效率。通过构建该直驱永磁同步风力发电系统的仿真模型及实验平台,完成了仿真及实验研究,验证了考虑损耗转矩的最佳电流给定最大风能跟踪控制策略的有效性。将文中所提方法与传统的功率反馈法进行比较,结果证明其效率高于传统的功率反馈法。一类电力系统鲁棒优化问题的博弈模型及应用实例
摘要：提出一种电力系统鲁棒优化问题的博弈模型以有效处理不确定性,该模型以系统控制变量和大自然确定的决策变量（用于表征不确定性）为博弈参与者,以最小化系统最大运行成本（或风险）为优化目标,从而形成一个min-max博弈格局。进一步总结归纳了工程博弈论的三大主要特征,将所提出的模型应用于含风电和电动汽车的电力系统经济调度,通过求解相应的min-max优化问题,得到了对风电短期不确定性具有较强鲁棒性的经济调度策略。在IEEE 9节点系统上的仿真分析验证了所提模型的正确性和方法的有效性。微网多目标经济调度优化
摘要：为减少气体污染物的排放,微网节能减排发电调度成为一种必然趋势。提出考虑微源同时提供有功和无功出力并计及制热收益的热电联产型微网系统多目标经济调度模型,以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的具体微网为例,在研究模糊优化理论的基础上,采用最大模糊满意度法将多目标经济调度问题转化成非线性单目标优化问题,并运用改进遗传算法优化考虑实时电价的并网运行方式下各微源的有功、无功出力和多目标优化的满意度,对比分析单目标与多目标系统优化值。仿真算例表明,多目标模型比单目标模型更能确切反映微网的实际运行状态,能够以尽量小的运行成本实现较好的环境效益,验证了所提模型和算法的有效性。一种模式自适应的微网调频控制方法
摘要：提出了一种基于虚拟同步发电机算法的模式自适应微网调频控制方法,可在不改变控制结构和控制参数的条件下实现微网逆变器的多模式运行。分析了功率等级、开关频率、运行模式对系统参数的要求,运用小信号模型,以系统的稳态特性、动态特性、解耦性能和稳定性为约束条件对所提出的控制器参数进行了优化设计。仿真结果验证了提出的方法正确性,说明通过优化配置控制参数,所提出的模式自适应调频控制方法可同时满足并网和并联的控制要求,并实现模式间的无缝切换。一种非迭代仿射算法的输电网区间潮流计算方法
摘要：当系统注入功率随机波动时,潮流分布也随之波动,但潮流方程的约束使得各变量之间存在一定的相关性。利用仿射运算能够有效克服这种相关性,为提高计算效率,采用非迭代算法,将区间潮流计算问题转为优化问题进行求解,分别建立线性规划、非线性规划和二次规划的优化模型,依次求解支路两端的相角差、节点电压幅值和相角以及支路有功功率和无功功率。9节点和57节点系统的仿真结果表明,所提算法得到的电压幅值和相角的区间结果与迭代算法基本相同,但支路区间功率要优于迭代算法,其时间复杂度近似为O（m3）,能够快速有效地求解区间潮流问题,并且能够实现并行运算。基于比例积分–降阶谐振调节器的并网逆变器不平衡控制
摘要：不平衡电网电压条件下并网逆变器的有效控制,对提高其并网运行能力具有重要意义。提出一种新型调节器,即比例积分–降阶谐振（proportion integral plus reduced orderresonant,PI-ROR）调节器,可以对交流信号进行无差控制,且易于数字化实现。不平衡电网电压条件下,该电流调节器可直接在正向同步旋转坐标中对输出电流进行无差控制,无需进行电流的正、负序分解。通过仿真和实验验证采用该调节器对不平衡电流控制的可行性,并对比该调节器与PI调节器的不平衡控制性能。仿真和实验结果表明,基于提出的PI-ROR调节器的不平衡控制方案可改善并网逆变器的动态性能,提高系统在电网电压不平衡条件下的运行能力。一种无功平衡与临界潮流快速分析方法及其在特高压可控高抗需求分析中的应用
摘要：随着我国特高压电网规划和建设的不断深入,可控高抗作为重要的无功电压调节手段备受关注,亟需对其在特高压电网中的需求和布点作出科学判断。首先提出可操作性强的特高压电网无功平衡原则,深入分析电网元件的无功需求和有功传输之间的定量关系;进而提出一种可仅基于有功电力流,以变电站为中心的电力系统无功平衡及其临界潮流快速分析方法;随之将这种方法应用到特高压电网可控高抗的需求和布点研究中。该方法不仅可以对指定的规划方式进行快速定量分析,还可以给出变电站临界潮流和变压器负载率之间的关系曲线及其变化趋势,从而增强了研究结论对不同负载水平和运行方式的适应性。对＂东纵＂特高压输变电工程进行可控高抗的需求和布点研究,给出工程适用性强的结论和建议,为特高压可控高抗示范工程方案的确定和后续工作的开展提供了技术依据。HVDC系统换相失败对交流电网继电保护影响的机理分析
摘要：在交直流互联系统中,交流电网故障引发的直流换相失败可导致交流电网保护不正确动作。分析建立了换相失败情况下逆变器的开关函数模型和直流电流暂态变化模型;根据调制理论及卷积定理,推导出了换相失败情况下直流系统注入交流电网的等值工频及工频变化量电流的动态相量模型;通过分析表明该等值工频及工频变化量电流的变化特性有别于纯交流系统,可能造成交流电网故障引发换相失败时交流电网保护的不正确动作;最后,结合两种具体的交流电网保护,分析了直流换相失败导致交流电网保护不正确动作的机理,为交直流系统继电保护策略研究提供了理论基础。基于阻尼正弦原子分解的次同步振荡模态辨识
摘要：现有的线性化方法难以有效辨识电力系统次同步振荡模态。提出一种处理非线性、非平稳信号的阻尼正弦原子分解方法。该方法在过完备阻尼正弦原子库基础上,采用匹配追踪（matching pursuit,MP）算法对次同步振荡信号进行原子分解,并通过改进粒子群算法（improved particle swarmoptimization,IPSO）降低MP搜索过程的时间复杂度,得到表征次同步振荡信号的阻尼正弦原子参变量,完成整个次同步振荡模态参数辨识,并与改进Prony算法及快速傅里叶变换的辨识结果进行对比分析。结果表明,基于阻尼正弦原子分解的次同步振荡模态辨识方法能快速准确地辨识次同步振荡模态,且具有良好的时频特性。中性点不接地配网的三相潮流模型
摘要：针对中性点不接地系统无零序通路的特点,以零序电流为0的约束条件为基础,建立电源的PQ、PV和平衡端点模型以及负荷的恒阻抗与恒功率模型,进一步推导出注入电流形式的配网三相潮流模型。采用牛顿拉夫逊方法求解该模型,并通过IEEE13节点修正系统仿真分析不接地系统中零序电压的特点、三相功率不独立可控的特点、中性点电压与零序电压的关系以及相对地功率与相对中性点功率的差别。结果表明,网络结构不对称或平衡端点电压不对称时,零序电压具有非零特性;潮流不对称时,三相功率具有不完全可控性。考虑电力系统生命力性能的舰船电网规划方法
摘要：针对舰船电网拓扑结构及电网元件布置的优化设计问题,提出以电力系统生命力性能为主要优化目标的舰船电网双层规划模型。上层规划将舰船电力系统的生命力性能最优作为目标函数,对舰船电网拓扑结构以及电力节点的布置进行规划;下层规划将电力电缆总长度最短作为目标函数,对电力电缆的布置进行规划。对标准遗传算法进行了改进并将其作为各层规划的求解算法,提出修复操作,对交叉、变异过程中产生的孤点、孤岛、环等不可行解进行修复;提出等效操作,对电网中电力节点的规模进行优化。算例结果验证了该规划模型及其求解方法的实用性和有效性。八分裂导线阻力系数屏蔽效应风洞试验
摘要：为考察八分裂导线阻力系数的屏蔽效应,设计制作了3种典型导线刚体模型和真型导线,采用水平横向布置的形式,进行了风洞实验。研究了风速、紊流度、迎风角度、导线直径等因素对八分裂导线阻力系数的影响。试验结果表明：均匀流场中,输电导线阻力系数随风速的增加有明显的降低,存在一个极小值,之后随风速增加而缓慢升高至稳定值;紊流场中的导线阻力均小于均匀流场数值,紊流场的阻力系数试验曲线的临界点较均匀流场更为靠前。3种型号的八分裂导线阻力系数在39.8 m/s风速时较规范值均有大幅降低,导线直径越大,屏蔽效应越明显,阻力系数降低幅度越大。与现行规范结果相比,八分裂900/40导线在迎风角度变化过程中最大降低百分比为28.2%。在计算大截面八分裂导线风荷载时,现行规范风荷载偏于保守,可以考虑八分裂导线的屏蔽效应。基于Hough变换直线检测的行波波头标定
摘要：第二个波头的可靠、有效检测及辨识是单端故障行波自动测距的关键。枢纽变电站母线多出线的接线形式决定了检测到的输电线路单端电流行波中故障点反射波与对侧母线反射波极性相反,以及健全线路末端反射波幅值较低,此特性为故障点反射行波波头的有效识别提供了理论基础。大量实测数据表明：于合理短窗截取故障相电流行波数据作波形图,故障行波波头具有陡斜直线特征。从数字图像处理角度提出了基于Hough直线检测的行波波头到达时刻和极性标定方法,根据幅值、斜率等特征排除对侧母线和本侧健全线路反射波的干扰,正确辨识故障点反射波,并通过多个行波波头的时间间隔和不同分辨率下初始浪涌突变斜率一致性来校检故障点反射波辨识的有效性,从而避免近区故障时因视窗选取不合理可能导致的故障点反射波辨识错误。大量现场数据表明所提方法正确、有效。特高压输电线路计算功率法差动保护
摘要：特高压输电线路分布电容对电流差动保护影响大,而差动电流补偿算法要求准确的线路参数,目前无法准确地实时测量线路参数,针对此问题,提出一种计算功率法差动保护,该保护原理与线路参数无关。基于分布参数线路二端口网络模型,分析了正常运行、区外故障和各种区内故障下的计算功率差动量和制动量。理论分析和EMTDC/PSCAD仿真表明,该保护性能不受对地并联电抗支路（分布电容容抗和线路并联电抗器）的影响,选相准确,抗过渡电阻能力强,差动门槛值的整定简单,且与线路参数无关。提出了计算功率的工程实用算法,计算量小,适用于目前的微机保护装置。
