现在,越来越多的可再生能源、电动汽车和储能系统需要通过电力电子变换器接入电网,同时,大部分的负荷也需要通过电力电子变换器接入电网。该文概要地介绍如何把这些电源侧和负荷侧的电力电子变换器控制成为虚拟同步机,以及以此为基础实现的由同步机同步机制统一的自主电力系统,从而为智能电网接入提供一个统一的接口机制,使得新能源和负荷能象常...
虚拟同步机技术是通过模拟同步机组的机电暂态特性,使采用变流器的电源或负荷具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性的技术。虚拟同步机技术伴随清洁能源装机数量显著增加,而成为当前并网技术研究的热点。论述了近年来国内外的研究成果,在虚拟同步机技术分类、功能、控制方法等方面介绍了虚拟同步机相关概念,从光伏虚拟同步发电...
针对直流微网中母线电压易受微网内部功率波动影响,通过类推交流微网中虚拟同步发电机的虚拟惯量,提出了一种直流微网双向并网变换器（bidirectional gridconnected converter,BGC）虚拟惯性控制策略,增强了直流微网的惯性,平抑了直流母线电压波动。建立BGC虚拟惯性控制小信号模型,推导出直流母线电压与BGC直流侧输出电流之间的小信号传递函数,...
在孤岛微网中,逆变器采用虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）控制后,有利于提升微网的电压和频率稳定;但现有的VSG控制策略,带不平衡负荷的能力差,降低了供电电压品质。建立了VSG的数学模型,分析了输出电压不平衡的产生机理和抑制措施。基于正序和负序网络阻抗的独立解耦控制,提出一种抑制负序电压的控制方法。采用复系数滤波...
随着新能源并网的增加,现有并网逆变器采用的直接电流控制无法有效跟踪电网电压。虚拟同步发电机（virtual synchronous generators,VSG）技术通过模拟同步发电机运行机制,改善了系统稳定性,成为解决分布式电源高渗透率问题的有效方案之一。然而,虚拟同步发电机存在同步频率谐振现象,容易引发功率振荡,导致系统不稳定。该文分析电磁磁链的动态过...
同步逆变器技术在分布式电源并网及微电网的应用得到广泛关注。针对基于多台同步逆变器并列运行的微电网,对等下垂控制策略适用于一次调频控制,当负荷突增或发电功率突降造成微电网总体功率不足进而频率越限时,需要采用二次调频控制,重新确定系统的有功功率–频率平衡点。文章提出了无需通信系统的3种二次调频策略,通过调节可调逆变器的下垂控制...
虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）是近些年新发展的电力电子装备,可为电网提供惯性和动态频率支撑。直接电压式虚拟同步发电机直接通过脉宽调制（pulse width modulation,PWM）产生内电势,无内电流和交流电压控制环,具有更好的动态支撑能力及稳定性;但当电网发生对称短路故障时,直接电压式虚拟同步机无法抑制故障电流,这将...
多微源独立微网中,传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）控制可改善频率响应特性,但无法兼顾功率和频率的动态调节性能。针对此问题,提出一种改进的转动惯量自适应控制（improved adaptive control of inertia,IACI）。首先,在同步旋转坐标系下建立VSG数学模型,并分析转动惯量对VSG输出特...
交直流混合微电网中,由一台或多台联络换流器（interfacing converter,IFC）实现交、直流网络之间的能量传递,分布式电源的效率以及系统的稳定性很大程度取决于IFC的控制策略。传统基于电压环、电流环结构的IFC控制策略存在弱电网下稳定性差、需要交流电源提供参考正弦电压等问题。针对这些问题,该文利用直流网络电压与虚拟转速归一化后的差值作...
为了提高光伏发电系统的整体效率和并网友好性,提出了一种具备同步电机特性的级联型光伏发电系统,光伏阵列和储能单元分别接入级联型逆变器的直流端口。研究了基于虚拟电机控制的并网控制策略,能兼顾光伏效率和系统同步电机特性。直流端口电压的独立控制实现了各光伏阵列独立的最大功率点跟踪;整体功率协调控制使储能作为功率缓冲单元,保证了系...
可再生能源、分布式发电和微电网技术长期以来受到广泛关注,传统的并网逆变器控制策略没有考虑其惯性缺失导致频率变化率过快的问题,因而采用虚拟同步发电机策略模拟同步机特性,提升新能源并网发电的备用旋转惯量。对于光伏微电网,当前大多数的虚拟同步机方案将光-储结合结构作为直流侧,其性能的实现仅需要控制逆变器模拟同步机特性即可。该方案...
分布式光伏发电主要以最大功率跟踪（maximum power point tracking,MPPT）方式并网运行,缺乏离网运行能力,且难以为电力系统提供有利于系统稳定的惯量和阻尼。虚拟同步机（virtual synchronous generator,VSG）因集成了传统同步机的运行机制以及电力电子设备控制灵活、响应迅速等优势,备受分布式发电领域专家的关注。结合虚拟同步机技术,并考虑...
提出一种电网友好型光储分布式电源,采用具有惯性环节的虚拟同步机（virtual synchronous generator,VSG）控制方法作为与电网的接口,并提出了电网频率自适应控制策略,根据电网频率变化区间自适应选择三种运行模式：离网运行模式、并网发电模式、频率调节模式。针对这3种运行模式,分析了虚拟同步发电机的有功–频率环节的传递函数以及虚拟转动惯...
随着风电的高比例并网以及大型风电机组的分散接入,电网对风电不再具备强电气支撑作用,进而引发一系列并网稳定问题,如谐波振荡、次同步振荡和低频振荡等,这是由于风电变流器所采用的电流矢量解耦控制需要电网提供强电压支撑才能稳定控制电流所致,弱网下难以稳定。此外,风电并入弱网还需具备一定的自主组网与电网支撑能力,如自主惯量响应等。为...
由于双馈感应发电机的电力电子变换器将风机转速和电网频率进行了解耦,导致其对电力系统的惯性控制几乎没有任何贡献。随着风电场在电网中的渗透率的不断提高,这种电网频率的波动会越来越明显。为了能够将＂隐藏＂在双馈感应发电机中的惯性进行有效的利用,将双馈感应发电机的旋转质量块和并联在转子侧变换器和电网侧变换器之间的超级电容器同时...
大型海上风电采用柔性直流（voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC）并网是未来的发展趋势。VSC-HVDC采用基于锁相环（phase-locked loop,PLL）同步并网的电流矢量控制方式,体现为无惯量的电流源。对此,该文提出一种新型柔直换流站惯性同步控制方法,在受端换流站利用直流母线电容固有动态特性实现无锁相环自主电网同步控制,使得VSC-HVD...
由于微网中的高渗透率分布式电源无法为系统提供足够的惯量和阻尼,给系统的频率稳定性造成了极大的影响。虚拟同步机可通过控制使分布式电源并网变换器表现同步机的特性,储能是实现虚拟同步机为系统提供惯量和阻尼的物理基础,但储能的容量受限于环境和投资等因素。为获得储能对虚拟同步机系统的物理约束及其运行边界,该文建立虚拟同步机的小信号...
该文对以柴油发电机组（diesel generator set,DGS）为主源的独立微电网中带有储能单元的变流器控制策略进行研究。变流器采用虚拟同步机（virtual synchronous generator,VSG）控制算法,有功功率指令值由频率控制模块和荷电状态（state of charge,SOC）控制模块两部分组成,并引入自适应权重系数以协调上述两种控制的分配比例。当储能SOC越接近...
为提高柔性直流输电（voltage source converter basedHVDC,VSC-HVDC）受端系统频率的稳定性,同时确保直流系统发生故障或扰动下的可靠运行,提出受端换流器参与电网调频的虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）控制及具有直流电压协调控制能力的VSG改进算法。首先,分析指出大容量VSC-HVDC受端换流器常规控制方式会降低系统频率稳...
在传统控制方式下,柔性直流输电（voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC）系统换流站难以有效参与电网动态调节,而虚拟同步电机技术通过合适的控制设计使得换流器单元能够为系统提供惯性支撑,已引起广泛关注。首先结合VSC-HVDC系统数学模型,分析换流站等效为同步电机的可行性,给出基于虚拟同步电机技术的换流站...
提出一种基于同步逆变器技术的电动汽车V2G充放电控制策略。首先,设计了一个T-S型模糊控制器,用来决定电动汽车与电网之间的功率流向关系,以及同步逆变器的工作模式。其次,提出了一种基于同步逆变器的电动汽车充放电控制方法,实现了有功功率、无功功率在电动汽车与电网间的双向可控调节,使电动汽车具备了向电网提供频率调节和电压调节服务的功能...
风电的大规模集中并网给电网调度带来了明显的不确定性,基于区间规划模型的调度结果可以为电网运行人员提供明确客观的上下界信息。该文针对计及阀点效应等非线性因素的含风电电力系统经济调度问题,提出了一种区间经济调度非线性对偶优化方法,将风电有功功率描述为区间数,建立乐观及悲观双层非线性经济调度优化模型,结合非线性对偶理论及原对偶...
大规模风电接入对电力系统的频率造成影响。抽水蓄能机组由于其出力响应迅速、调节灵活等特性,在风电功率波动的调节中具有重要作用。该文针对短时风电功率波动对电力系统造成的频率扰动问题,提出抽水蓄能机组频率调节的鲁棒控制策略。通过建立电力系统整体状态方程,并考虑风电功率波动特性和抽水蓄能电站动态特性,采用基于线性矩阵不等式（line...
为了满足爬坡预测所需的长期高精度风电功率预测要求,提出基于相似性修正的风电功率爬坡预测方法。该方法首先根据Granger因果检测法提取数值天气预报（numerical weather prediction,NWP）中对风电功率预测有效的气象变量,保证基于气象变量和统计模型的混合预测模型的可实现性,并以支持向量回归模型作为基本预测模型。其次,结合历史数据分析气...
提出一种融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法。首先基于楼宇蓄热特性,构建了一种虚拟储能系统模型。进而,将虚拟储能系统集成到楼宇微网优化调度模型中,通过在温度舒适度范围内对楼宇室温进行优化调节,实现对楼宇虚拟储能系统的充放电管理。最后以夏季制冷场景为例,对两种典型楼宇微网算例进行经济优化调度分析。结果表明,...
红外检测技术具有远距离、不接触、不取样、不解体、准确、快速、直观等特点,广泛用于电力设备过热缺陷监测和诊断,对提高电力系统的稳定性具有重要意义。FAs TMatch（fast affine template matching）算法是一种基于灰度值的快速模板匹配算法,可在一幅图像中找到一个近似全局最优目标。文中综合利用可见光和红外图像,提出一种多目标定位方法。...
能源互联网的发展使电力系统和热力系统的联系更加紧密,利用热网储能提高供热机组快速变负荷能力成为新的课题。通过小波时间多尺度分析发现,燃料提供的能量和锅炉储能在响应时间上的差异是造成传统炉跟机协调控制中机前压力波动大的主要原因。供热机组可以利用热网储能补偿机组所需能量。分析锅炉和热网储能时间空间特性发现热网储能容量大,但...
对一台缝隙式喷口600MW超临界W火焰锅炉进行改造,并对改造前后的燃烧性能进行了现场测试和数值模拟研究。试验结果表明：改进煤粉浓淡分离方式、优化风率分配和喷口结构可以提高浓相侧煤粉浓度,显著缩短浓相侧煤粉气流着火距离,减小火焰下冲深度,降低冷灰斗区域温度。数值计算进一步发现结构和运行参数优化后锅炉整体流场分布更为对称,颗粒大部...
以道达尔Seriola 3120导热油为工质,搭建了一个循环流化床导热油换热特性试验台,对光管和三维内肋管在细颗粒流化床中的换热特性进行了试验研究。试验的Re为150~2200,Pr为10~120。试验结果表明：在本试验范围内,三维内肋管管内对流换热系数是光管管内流换热系数的2.2~2.7倍,三维内肋管内壁温能控制在导热油安全运行温度范围之内。
基于综合热分析仪和傅里叶红外联用技术（TGFTIR）,通过引入轻质气体组分官能团模型,改进油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分（CPD）模型,实现其对油页岩热解中轻质气体组分析出过程的精确预测。通过TG-FTIR对甘肃窑街油页岩的热解特性进行研究,利用非线性最小二乘法求解轻质气体各组分的动力学参数,预测出其在加热速率为20℃/min的条件下的轻质...
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