针对我国近期电源点逐步到役的情况,提出1种基于改进模糊层次法和熵权法的评估方法。首先基于层次分析法构建合适的层次结构,形成判断矩阵。随后利用模糊层次分析法对各层级之间的判断矩阵进行处理,得出面向重要性的权重向量。同时采用德尔菲调查法形成最末一级子准则层与目标层的评估矩阵,经归一化处理后利用熵权法求得面向价值性的权值向量。然后把2种权值向量经过综合化处理,形成综合权重向量。最后形成方案层对目标层的最终权重向量,得出推荐意见。通过算例,证明该评价方法灵活性强,适用性广,过程清晰合理,结果直观准确。
为提高微电网应对新能源出力和负荷不确定性的能力,提出1种考虑灵活性资源的微电网优化控制策略。根据各类灵活性资源的源储荷特性进行分类,建立微电网双层优化调度模型。用户层引入用户侧灵活性资源,以用户费用和净负荷差值最小为优化目标,决策变量为电动汽车和可平移负荷出力功率。源储层模型加入储能侧与发电侧灵活性资源,以微电网运营商成本和失负荷率最小为优化目标,决策变量为燃气轮机、主网联络线和储能单元出力功率。使用场景缩减的季节典型日数据进行算例仿真,采用改进后的基于分解的多目标进化MOEA/D(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition)算法对双层优化调度模型进行求解,年均用户费用降低6.85%,运营商年均总成本下降14.68%,年均失负荷率下降6.65%,验证了本文所提模型的合理性和有效性。
锂离子电池的荷电状态和健康状态的准确估计一直是亟待解决的关键科学问题。依据二阶分数阶等效电路模型,建立其状态空间方程,推导电池参数和荷电状态的分数阶微积分方程的离散化表达式,再研究1种双分数阶扩展卡尔曼滤波方法,对电池的等效电路参数、荷电状态以及电池容量同时进行估计。提出基于估计的荷电状态和电池容量的时间加权序列方法,监测不同放电电流与累积时间,在线计算电池可用容量,从而实现在任意放电深度和任意放电速率下的电池健康状态实时估计,并且在动态应力测试工况下以3块同厂家、同型号、不同老化程度的单体磷酸铁锂电池进行实验验证。
三相链式储能变换器可提高电网中风、光等可再生能源功率的可控性。针对三相输出链式储能变换器相间储能电池荷电状态SOC(state-of-charge)不均衡问题,提出相间环流功率闭环控制实现相间储能电池SOC均衡方法,通过向a、b、c相注入零序电压在相间产生有功环流功率实现三相储能电池组的SOC均衡,在建立链式储能变换器相间最大有功环流功率与SOC偏差数学模型基础上,通过相间环流有功功率闭环控制使得系统以最大环流功率进行相间电池组SOC均衡,实现相间SOC均衡速度最大化,从而加快相内SOC均衡速度。最后通过MATLAB的仿真模型和实验平台验证了所提出方法的正确性和可行性。
针对移相全桥变换器因谐振电感体积和占空比损失的限制,传统控制方法难以在宽负载范围内实现软开关的问题,采用1种基于峰值电流与突发模式的混合控制方法。通过调整突发占空比稳定输出电压到参考值,改变移相角保证原边有足够大的电流实现滞后桥臂开关管的零电压开通。对所采用的控制方式搭建仿真平台,并研制1台240 W样机,通过数字信号处理器实现移相全桥变换器混合控制,通过仿真和实验验证控制方法的可行性。
随着各类变流器、开关电源等电力电子设备的规模化接入电网,配电网超高次谐波含量快速增加,由此产生的电能质量问题愈发严重。基于此,选取常见的两级式单相变频电路,对超高次谐波发射机理进行深入研究。首先采用开关函数法推导出网侧谐波电流的傅里叶级数表达式,然后计算超高次谐波含有率并分析其影响因素,最后通过仿真和实测验证理论分析的正确性,为配电网超高次谐波的量化、检测和监测提供参考。
恒压CV(constant-voltage)输出双边LCC补偿感应电能传输IPT(inductive power transfer)系统存在轻载效率低的问题,为了优化CV输出双边LCC补偿IPT系统轻载效率,基于求解近似最优解思想,提出1种双边LCC补偿拓扑的参数设计方法。分析了CV输出时零相位角ZPA(zero phase angle)条件及松耦合线圈损耗,通过搭建6.6 kW的实验原理样机进行实验验证。实验结果表明,所提补偿参数设计方法可以提高系统效率,尤其是轻载效率,6.6 kW满载效率为95%,1.32 kW轻载效率可达93%。
为提高电力系统换流器故障的诊断效率与准确性,应用主动限流方法实现换流器故障诊断。使用主动限流控制将换流器输出直流电流限制在1.2倍额定电流附近,限制故障电流,提高故障诊断的稳定性;基于预测模型诊断电力系统换流器故障电流分布特征,将桥臂电流作为诊断参数,对比桥臂电流测量值与预测值之间的差值,若差值大于阈值,则判定诊断出换流器存在故障;实验结果表明,使用该方法诊断电力系统换流器故障时,具有较高准确率与诊断效率,且误诊断与漏诊断率较低,具有良好的换流器诊断效果。
针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐振槽电压电流特性,基于参数归一化方法得到2个基波分量的等效电路,进而推导出MC-WPT的数学模型。在此基础上,以消除低次谐波含量为目标,应用计算法得到接收侧H桥的优化调制波,使网侧电流低频成分仅有工频分量,从而降低网侧电流THD。最后搭建实验平台,验证所提谐波抑制调制策略的可行性与有效性。
准Z源三电平逆变器的升压控制和中点电位平衡控制之间的耦合严重限制了其控制性能。为解决上述问题,提出1种基于虚拟矢量脉宽调制方法的中点电位平衡策略,通过直流母线电容电压闭环控制实现中点电位平衡控制,消除了中点电位低频波动,同时采用恒直通升压调制策略,避免了升压控制对中点电位的影响,保证了准Z源网络充足的升压空间。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。