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2018年 37卷 5期
刊出日期:2018-05-23

目次
智能电网中的电能质量专题(特约主编:何晋伟教授,Yi Tang教授,李子欣研究员)
 
       智能电网中的电能质量专题(特约主编:何晋伟教授,Yi Tang教授,李子欣研究员)
1 基于电力电子变压器的新型贯通式同相供电变流器
李子欣, 张航, 雷鸣, 王哲, 王平, 李耀华
本文在对同相供电系统分类研究的基础上提出了一种基于单相-单相电力电子变压器(PET)的新型贯通式同相供电变流器电路拓扑。相对于传统的基于工频变压器的同相供电变流器方案,该拓扑可以取消工频变压器,并大幅减少低频滤波电感数量;相对于模块化多电平变流器(MMC)的方案,所提出的拓扑所需储能电容和低频滤波电感数量均可减少60%以上,而功率半导体数量几乎不变,可显著提升系统功率密度,降低系统造价。此外,当单台PET故障时系统可继续降额运行,而非系统全部停运,可靠性高。本文分析了所提出拓扑的工作原理并设计了控制策略。在所搭建的基于单相-单相PET的20MV·A贯通式牵引同相供电变流器模型上的仿真结果验证了该拓扑的正确性和有效性。
2018 Vol. 37 (5): 1-11 [摘要] ( 16 ) HTML (1 KB)  PDF (2462 KB)  ( 48 )
12 基于SOGI-FLL的MMC-RPC控制器设计
宋平岗, 龚家康, 周振邦
针对牵引供电系统中频率自适应性能差、谐波污染严重等电能质量问题,在传统二阶广义积分器(SOGI)的基础上,结合锁频环(FLL)提出了一种新型的SOGI-FLL结构。在采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(MMC-RPC)中使用该结构,能够提高系统频率的跟踪能力,加快响应速度,且能有效治理谐波,提高电能质量。在Matlab中搭建基于新型SOGI-FLL的MMC-RPC仿真系统模型,仿真结果和理论分析证实了该新型SOGI-FLL运用到MMC-RPC系统中的可行性及有效性。
2018 Vol. 37 (5): 12-20 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (1267 KB)  ( 16 )
21 级联STATCOM负载不平衡校正能力分析
戴健, 文明浩, 张友强, 钟加勇, 刘祖建
针对星形级联静止同步补偿器(STATCOM)校正不平衡负载过程中出现的相间电容电压失衡问题,分析计算补偿装置各相吸收的有功功率与其输出电流正负序分量之间的关系,指出负序电流的注入会在级联STATCOM三相之间产生不平衡功率,由此造成相间直流侧电容电压失衡。引入零序电压注入法来解决由负序电流注入校正不平衡负载带来的相间电容电压失衡的问题,从控制系统不发生过调制的限制条件,提出了级联型补偿装置输出不平衡电流能力的计算方法。最后,搭建MATLAB/Simulink仿真模型,验证了该控制算法的有效性。
2018 Vol. 37 (5): 21-28 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (1212 KB)  ( 12 )
29 同步调相机对LCC-HVDC换相失败抵御能力的影响研究
王庆, 沙江波, 杨鹏程, 赵成勇, 徐东海, 黄金军, 杨治中, 郭春义
LCC-HVDC逆变侧交流母线电压波动容易引发换相失败,同步调相机接入LCC-HVDC具有提高交流母线电压稳定性的作用,因此在一定程度上也能提高LCC-HVDC的换相失败抵御能力。本文首先从理论上分析了LCC-HVDC换相失败的机理和同步调相机提高LCC-HVDC换相失败抵御能力的机理,然后对同步调相机提高LCC-HVDC换相失败抵御能力的作用效果进行了仿真研究,在PSCAD/EMTDC软件中搭建了含有同步调相机的LCC-HVDC系统模型,从换相失败免疫性指标、换相失败概率等角度研究了不同故障类型下同步调相机对LCC-HVDC抵御换相失败能力的影响,结果表明,同步调相机可以显著提高LCC-HVDC的换相失败抵御能力。
2018 Vol. 37 (5): 29-36 [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (970 KB)  ( 13 )
37 基于前端电流平衡器概念的分布式直流系统极间均衡策略
李琼, 朱淼, 李修一, 何国庆, 蔡旭
针对含高比例分布式电源的双极性直流配电系统所面临的极间均衡控制与电能质量问题,本文提出一种基于前端电流平衡器的解决方案。该方案通过在每一用户所对应的公共连接点处配备电流平衡电路,实现配电网内任意用户节点的正/负极电流均衡控制,进而实现全网正负极对称运行。在此基础上本文提出一种适用于双极性低压直流配电网的前端电流平衡器拓扑及其控制策略,并给出基于P/N型Boost电路的分布式发电单元并网架构,形成具体的分布式直流电源双极性接入技术方案。该方案一方面可实现分布式电源与直流型负载的高效率、灵活化接入;另一方面可以保证任意用户与配电网正/负极线路间交换电流相等,保证可再生能源高渗透率接入条件下直流双极间均衡运行。针对正/负极侧分布式电源功率失衡典型工况,仿真结果表明理论分析正确可靠。该方案在未来分布式直流配电系统中具备潜在应用价值。
2018 Vol. 37 (5): 37-44 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (1161 KB)  ( 12 )
45 三电平模块化智能电能质量补偿装置研究
梁光耀, 徐嘉隆, 王勇
谐波、无功以及三相不平衡是电力系统中常见的电能质量问题。本文研究了基于三相四线制二极管钳位型三电平拓扑的模块化智能电能质量补偿装置,它可以实现指定次谐波补偿、无功功率和三相不平衡补偿。本文基于瞬时无功功率理论提取三相不平衡及无功补偿指令电流,并结合基于离散傅里叶变换的谐波提取算法,将负载电流中的基波负序电流、零序电流、无功电流和特定次谐波电流分离提取,通过PI控制器和重复控制器的并联,实现在静止三相ABC坐标系下指令电流的直接控制。经实验验证,本文所提的三相四线制模块化三电平智能电能质量补偿装置不仅可以动态补偿系统的无功、不平衡以及谐波电流,而且可以实现不同种类补偿容量的动态设置。
2018 Vol. 37 (5): 45-50 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (2255 KB)  ( 13 )
51 基于电气外特性的大型光伏电站建模及电能质量预评估方法
欧阳森, 梁伟斌, 苏为健, 凌毓畅
目前对光伏发电系统的研究主要针对其内在机理建模,其建模与仿真过程复杂,难以应用于大量光伏电源(大型光伏电站)接入电网的电能质量预评估。为此,本文提出一种基于电气外特性的大型光伏电站建模及电能质量预评估方法。首先,本文提出基于电气外特性的光伏发电系统功率等效模型,该模型在仿真计算过程中不需要迭代,只需利用太阳光照强度和电池温度作为输入量,进而获得稳态输出电流;其次,基于PSCAD/EMTDC建立了光伏发电系统等效模型,该模型利用功率等效模型加谐波源的形式等效替代单个光伏发电系统,并可通过调节模型的光伏个数等效替代多个光伏发电系统的输出特性,进而搭建出大型光伏电站并网模型;最后,以广东省某大型光伏电站为例,对其进行详细的电能质量预评估,有效分析了大型光伏电站接入对电网电能质量的影响,验证了所提模型的实用性。
2018 Vol. 37 (5): 51-57 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (835 KB)  ( 19 )
58 基于混沌变异粒子群算法的PSS与SVC阻尼控制器协调优化设计
周金环, 车延博, 舒展, 胡晓青
同步发电机的电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)中附加阻尼控制器相结合可以有效抑制系统低频振荡,从而提高电网的动态稳定性。为使阻尼控制器参数相互匹配,本文提出一种基于混沌变异粒子群优化(CMPSO)算法的PSS与SVC阻尼控制器的参数协调计算方法。该方法以传统粒子群优化(PSO)算法为基础,为避免种群陷入局部最优,算法迭代后期对粒子进行混沌变异操作,从而提高算法的全局搜索能力。综合考虑系统的超调量和响应速率,以阻尼比最大和特征根实部最小为目标函数,将多机电力系统中阻尼控制器参数设计问题转换为带有不等式约束的目标优化问题。在四机两区域系统上的仿真算例表明,CMPSO算法与传统PSO相比具有更好的全局寻优能力。PSS与SVC阻尼控制器的协调优化设计能够在不同的干扰下有效抑制低频振荡,增强电力系统的暂态稳定性,减少故障后的电压波动。
2018 Vol. 37 (5): 58-64 [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (1145 KB)  ( 11 )
65 分布式微电网电压恢复协调控制策略
寇凌峰, 李洋, 吴鸣, 芮涛, 胡存刚, 张倩
本文针对直流微电网中的功率平衡与电压稳定问题,提出了一种分布式电源协调控制策略。该策略通过在一致性算法中引入目标吸引函数,结合等微增率原则,能够快速地搜索分布式发电单元的最优功率输出点,实现母线电压迅速恢复,使得稳定后的直流微电网总运行成本最低。本文所提出的协调控制策略,适用于直流微电网中电源的分布式控制,由于没有中心控制器,增加了系统的鲁棒性与灵活性。最后通过Matlab/Simulink搭建直流微电网仿真模型,并对仿真结果进行分析,验证了该策略的有效性。
2018 Vol. 37 (5): 65-72 [摘要] ( 17 ) HTML (1 KB)  PDF (1048 KB)  ( 19 )
73 基于改进集成聚类和BP神经网络的电压偏差预测
王知芳, 杨秀, 潘爱强, 陈甜甜, 谢真桢
电能质量问题日益严重,其中电压偏差的危害最为明显。本文提出一种基于改进集成聚类和BP神经网络的电压偏差预测方法。针对单一聚类算法的不足,将AP聚类算法与经典K-means聚类算法结合,形成改进集成聚类算法,实现两类算法的优势互补,该算法包括PCA降维、AP聚类、K-means聚类三步。选择与待预测点相似相近的样本数据集,采用改进集成聚类算法对数据集中的气象数据进行聚类,提取训练样本,最后采用BP神经网络算法建立预测模型。结果表明,该方法预测结果平均相对误差为2.987%,优于传统BP神经网络预测模型以及结合PCA降维的BP神经网络预测模型。
2018 Vol. 37 (5): 73-80 [摘要] ( 16 ) HTML (1 KB)  PDF (1292 KB)  ( 18 )
       目次
81 中英文目录(2018年 第5期)
2018 Vol. 37 (5): 81-82 [摘要] ( 7 ) HTML (1 KB)  PDF (419 KB)  ( 17 )
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