对于风电和特高压直流(ultra-high voltage direct current,UHVDC)可靠性建模,已有很多独立研究。但针对含风电AC/UHVDC电力系统,同时考虑双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)结构、风电状态转移模型、交直流设备...对于风电和特高压直流(ultra-high voltage direct current,UHVDC)可靠性建模,已有很多独立研究。但针对含风电AC/UHVDC电力系统,同时考虑双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)结构、风电状态转移模型、交直流设备随机故障的研究不多,且往往基于简化DFIG结构和简化UHVDC可靠性模型。考虑上述因素,对系统进行可靠性评估和灵敏度分析。对DFIG多状态转移模型,从2种视角考虑风电出力与出力转移特性。引入直流功率调整以确定换流站控制方式。采用解析枚举、概率加权法,计算可靠性指标。提出可靠性指标对直流功率、DFIG有功出力灵敏度的解析表达。算例分析验证了所提算法的有效性和应用价值。展开更多
In flexible DC grids, the rapid rise of fault current requires that the line protection must complete the fault identification within a few milliseconds. Dynamic state estimation based protection(DSEBP) provides a new...In flexible DC grids, the rapid rise of fault current requires that the line protection must complete the fault identification within a few milliseconds. Dynamic state estimation based protection(DSEBP) provides a new idea for flexible DC line protection with good performance. However, the operating frequency in the DC grid is 0 Hz. When the DC grid is operating normally, it is difficult to identify the line parameters online to improve the performance of the protection method. This paper proposes a method to identify the frequency-dependent parameters of flexible DC grids based on the characteristic signal injection of half-bridge modular multilevel converter(HB-MMC). The characteristic signal is extracted by the Prony algorithm to calculate the line parameter under different frequencies. Afterwards, the number and position of residues and poles of frequency-dependent parameters are determined using the vector fitting method. Finally, an improved DSEBP is proposed. The simulation shows that the frequency-dependent parameters obtained by the proposed parameter identification method can be used in the improved DSEBP normally, and the identified parameters have better precision.展开更多
针对交直流混合微电网中双向AC/DC换流器在外界扰动下出现的直流母线电压波动问题,设计了一种应用于双向AC/DC换流器的非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NLESO),以实现对分布式电源功率波动和负荷投切变化等不...针对交直流混合微电网中双向AC/DC换流器在外界扰动下出现的直流母线电压波动问题,设计了一种应用于双向AC/DC换流器的非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NLESO),以实现对分布式电源功率波动和负荷投切变化等不确定因素的快速追踪与补偿,保证了在不同扰动下交直流混合微电网的稳定性。进一步提出了基于NLESO的改进积分滑模控制方法,提高了直流母线电压的控制精度。结合非线性光滑函数设计了滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振现象。通过Lyapunov理论对系统的稳定性进行分析验证,仿真结果表明该控制方法响应速度快、控制精度高、抗扰动能力强并且无抖振现象。展开更多
介绍了一种基于AC-link技术的并联谐振高压电源的拓扑电路,该结构结合准谐振的工作模式能够实现高功率因数和高效率;采用了基于状态平面图对并联谐振电路的分析方法,该方法相比传统的基波等效分析法具有求解简单、直观、精确和负载适用...介绍了一种基于AC-link技术的并联谐振高压电源的拓扑电路,该结构结合准谐振的工作模式能够实现高功率因数和高效率;采用了基于状态平面图对并联谐振电路的分析方法,该方法相比传统的基波等效分析法具有求解简单、直观、精确和负载适用范围大的特点,并给出了相应推导过程;给出了输出电压为25 k V,电流为1 A的变换器的分析和谐振参数设计。最后进行了仿真,仿真结果表明,基于高频交流链接并联谐振拓扑和基于状态平面图法的控制能够稳定输出电压(<1%),实现零电流开关,三相输入电流谐波较低(THD<12.5%)与三相电压基本同相位,功率因数为0.99。展开更多
为应对高稳定性要求以及复杂工况下电力供应的挑战,分析了电池管理系统在提升UPS系统整体性能与增强复杂环境适应性方面的关键作用。针对UPS的特点,设计并实现了一套高效可靠的直流UPS电池管理系统。该系统能对电流、电压、温度进行精...为应对高稳定性要求以及复杂工况下电力供应的挑战,分析了电池管理系统在提升UPS系统整体性能与增强复杂环境适应性方面的关键作用。针对UPS的特点,设计并实现了一套高效可靠的直流UPS电池管理系统。该系统能对电流、电压、温度进行精确监测,实现电荷量的精准跟踪,同时具备过流保护和过温检测功能。它还实现了电池状态实时监控、荷电状态(State of Charge,SOC)估算、电池均衡控制以及故障报警与保护机制,确保了电池安全,延长了其使用寿命,达成了经济性与环保目标。展开更多
模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)由于具备自换相能力,尤其适用于向弱交流电网供电。交流系统强度降低时,会制约系统的直流功率传输能力,甚至导致系统失稳。...模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)由于具备自换相能力,尤其适用于向弱交流电网供电。交流系统强度降低时,会制约系统的直流功率传输能力,甚至导致系统失稳。针对联接弱交流电网时MMC-HVDC系统功率传输受限的问题,建立了状态空间与直流阻抗模型,从时域、频域两方面研究了交流系统强度对直流功率传输能力的影响,明确了弱交流电网工况下功率传输受限的原因。基于参与因子定位结果,提出了在定直流电压控制环节引入直流电流反馈的功率传输能力提升方法,从时域、频域两方面对控制策略的提升作用进行了机理分析,并定量得出了控制参数的可行域及功率传输能力的最大提升水平。该方法在避免稳态误差的前提下,有效提升了MMC-HVDC系统的直流功率传输能力。展开更多
文摘对于风电和特高压直流(ultra-high voltage direct current,UHVDC)可靠性建模,已有很多独立研究。但针对含风电AC/UHVDC电力系统,同时考虑双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)结构、风电状态转移模型、交直流设备随机故障的研究不多,且往往基于简化DFIG结构和简化UHVDC可靠性模型。考虑上述因素,对系统进行可靠性评估和灵敏度分析。对DFIG多状态转移模型,从2种视角考虑风电出力与出力转移特性。引入直流功率调整以确定换流站控制方式。采用解析枚举、概率加权法,计算可靠性指标。提出可靠性指标对直流功率、DFIG有功出力灵敏度的解析表达。算例分析验证了所提算法的有效性和应用价值。
基金This work was supported by National Natural Science Foundation of China-State Grid Corporation Joint Fund for Smart Grid(No.U2066210).
文摘In flexible DC grids, the rapid rise of fault current requires that the line protection must complete the fault identification within a few milliseconds. Dynamic state estimation based protection(DSEBP) provides a new idea for flexible DC line protection with good performance. However, the operating frequency in the DC grid is 0 Hz. When the DC grid is operating normally, it is difficult to identify the line parameters online to improve the performance of the protection method. This paper proposes a method to identify the frequency-dependent parameters of flexible DC grids based on the characteristic signal injection of half-bridge modular multilevel converter(HB-MMC). The characteristic signal is extracted by the Prony algorithm to calculate the line parameter under different frequencies. Afterwards, the number and position of residues and poles of frequency-dependent parameters are determined using the vector fitting method. Finally, an improved DSEBP is proposed. The simulation shows that the frequency-dependent parameters obtained by the proposed parameter identification method can be used in the improved DSEBP normally, and the identified parameters have better precision.
文摘针对交直流混合微电网中双向AC/DC换流器在外界扰动下出现的直流母线电压波动问题,设计了一种应用于双向AC/DC换流器的非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NLESO),以实现对分布式电源功率波动和负荷投切变化等不确定因素的快速追踪与补偿,保证了在不同扰动下交直流混合微电网的稳定性。进一步提出了基于NLESO的改进积分滑模控制方法,提高了直流母线电压的控制精度。结合非线性光滑函数设计了滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振现象。通过Lyapunov理论对系统的稳定性进行分析验证,仿真结果表明该控制方法响应速度快、控制精度高、抗扰动能力强并且无抖振现象。
文摘介绍了一种基于AC-link技术的并联谐振高压电源的拓扑电路,该结构结合准谐振的工作模式能够实现高功率因数和高效率;采用了基于状态平面图对并联谐振电路的分析方法,该方法相比传统的基波等效分析法具有求解简单、直观、精确和负载适用范围大的特点,并给出了相应推导过程;给出了输出电压为25 k V,电流为1 A的变换器的分析和谐振参数设计。最后进行了仿真,仿真结果表明,基于高频交流链接并联谐振拓扑和基于状态平面图法的控制能够稳定输出电压(<1%),实现零电流开关,三相输入电流谐波较低(THD<12.5%)与三相电压基本同相位,功率因数为0.99。
文摘为应对高稳定性要求以及复杂工况下电力供应的挑战,分析了电池管理系统在提升UPS系统整体性能与增强复杂环境适应性方面的关键作用。针对UPS的特点,设计并实现了一套高效可靠的直流UPS电池管理系统。该系统能对电流、电压、温度进行精确监测,实现电荷量的精准跟踪,同时具备过流保护和过温检测功能。它还实现了电池状态实时监控、荷电状态(State of Charge,SOC)估算、电池均衡控制以及故障报警与保护机制,确保了电池安全,延长了其使用寿命,达成了经济性与环保目标。
文摘模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)由于具备自换相能力,尤其适用于向弱交流电网供电。交流系统强度降低时,会制约系统的直流功率传输能力,甚至导致系统失稳。针对联接弱交流电网时MMC-HVDC系统功率传输受限的问题,建立了状态空间与直流阻抗模型,从时域、频域两方面研究了交流系统强度对直流功率传输能力的影响,明确了弱交流电网工况下功率传输受限的原因。基于参与因子定位结果,提出了在定直流电压控制环节引入直流电流反馈的功率传输能力提升方法,从时域、频域两方面对控制策略的提升作用进行了机理分析,并定量得出了控制参数的可行域及功率传输能力的最大提升水平。该方法在避免稳态误差的前提下,有效提升了MMC-HVDC系统的直流功率传输能力。
