微电网中蓄电池充放电非线性控制策略研究

为解决微电网控制策略复杂、各微电源与储能侧功率协调困难的问题,考虑风光输出功率与负荷变化提出一种带积分控制器与在线修正参数的蓄电池充放电非线性控制策略。在建立的风、光微电源和蓄电池模型的基础上,以负荷功率需求为基准结合微电源的出力情况,获得储能系统出力规律;在状态空间法的基础上引入带积分控制器与在线修正调节参数控制蓄电池充放电,以DC/DC变换器协调母线侧与储能侧的电能传递。通过仿真试验表明,相比于传统控制策略,在各种情况下的动态恢复时间平均缩短了0.2 s,直流母线电压暂态冲击平均降低了0.6%,提议的控制策略能有效调控微电源与储能系统的功率平衡,保证微电网系统供电的稳定性,为微电网储能系统的控制研究提供了一定的参考。     

基于DPWS网络中间件与Petri网的微电网监控方法

针对目前微电网监控系统存在的协同性差、缺少动态配置支持、连续动态行为和离散事件共存的混杂性等问题,该文提出了一种基于设备网络服务框架(device profile for web service,DPWS)与解释Petri网模型的新型微电网监控方法。根据微电网监控系统功能需求,建立基于DPWS的分布式微源运行状态监控模型。利用DPWS技术的自动发现、自动组网机制对微电网监控系统进行重新配置,结合事件订阅机制实现微电网系统状态的实时监控,进而分析微电网系统在运行过程中的多重状态及其转换关系。基于DPWS技术信息加密机制,解决了微电网监控系统的信息传输安全问题。运用解释Petri网建立了微电网系统控制模型,提高了微网监控设备端的自动化程度,并完成了相应的数值仿真试验。试验结果表明,该模型能较全面地描述微电网系统中的并发及混杂现象,所提出的控制策略符合微电网系统实际运行要求,为微电网系统的安全、稳定地运行提供技术依据。     

独立微电网有功功率自主与协调控制

为了实现微电网内各单元的协调控制,针对独立微电网设计了有功功率自主与协调控制方法。该方法基于分层控制结构,1次调整由风力分布式发电单元、光伏分布式发电单元、储能单元完成,根据电压-有功功率控制曲线自主控制。2次调整由微电网控制器完成,对风力分布式发电单元、光伏分布式发电单元、储能单元及负荷单元协调控制,实时监测储能单元的电压、有功功率,如果在2次调整允许的波动范围内,微电网控制器不下发控制指令;否则,电压越限时将储能该时刻的瞬时功率作为功率基准值实现工作曲线的平移,功率越限时,微电网控制器通过改变间歇性分布式发电单元的发电功率及投入或切除负荷完成2次调整。并建立了微电网状态转换协调控制模型,更加适用于计算机处理和工程化的实现。通过Matlab算例验证了所提出控制方法的有效性。     

光伏并网发电系统的MPPT-电压控制策略仿真

在配电网络的末端,负载的无功波动将会对电网供电电压产生较大的影响,对光伏发电系统并网处系统侧的交流电压进行控制,可以提高系统的电压水平。根据光伏并网系统的结构,采用外环为电压环、内环为并网电流环的双环控制。通过abc/dq0变换将并网电流解耦为有功分量和无功分量,引入最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）提供的直流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的有功分量,引入交流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的无功分量,实现了具有MPPT和电压控制能力的三相光伏并网发电技术。仿真结果表明MPPT-电压控制策略既能够实现光伏并网的最大功率点跟踪,也能够控制光伏发电系统接入点的交流电压,进一步提升了光伏并网发电系统的应用前景。     

基于VMD-MPC法的并网型微电网多时间尺度能量协调优化调度

对于含有不同类型储能和分布式电源(Distributed Generation, DG)的并网型微电网,如何优化调度这些设备以提高设备的使用寿命同时平抑DG出力和负荷的波动性与不确定性对配电网的影响具有重要的研究意义。该研究提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition, VMD)和模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)相结合的、多时间尺度滚动优化兼具反馈矫正的微电网优化调控模型,该模型在调度过程中考虑了不同类型储能和可控微电源在不同时间尺度上的运行特性,设计了1 h和15 min相结合的调度控制策略,有效解决了含多种微电源及储能设备的微电网的经济优化调度问题;最后,通过算例对比验证了此模型能比较显著地降低铅酸蓄电池充放电频率和系统的运行成本、改善了调度经济性,证明了该方法的有效性和优越性。     

分速式多行星排液压混合动力系统制动能量回馈特性

城市车辆运行工况具有制动能量比例高、启停频繁的特点,非常适合应用混合动力技术,而液压混合动力相对电混合动力具有更高的功率密度,城市工况下具有更大节油潜力。为扩大调速范围,提供动力传输能力,本文提出一种双行星排混联式液压混合动力构型方案。采用机械定性分析方法研究了该系统的功率流模式,并研究了该方案不同工况下的制动能量回馈功率流和基本控制策略,分析了制动能量回收工况下液压元件的流量场特性。建立了动态系统数学模型,并基于美国测功机工况(UDDS)运行工况研究了基于基本控制策略的系统燃油经济性,系统综合节油率可达28%以上。     

农村微电网优化调度模型的建立

为了提高微电网内新能源发电的整体效益,同时保证微电网的稳定安全运行,该文基于直流汇流微电网,以可再生能源最大发电量为最优控制目标,建立了实时优化调度数学模型,并提出了2段式的求解方法。最后,结合具体实例验证了该调度优化模型能够起到增加可再生能源输出量、改善蓄电池运行状况和优化系统内部分工的作用。     

轻度混合动力汽车运行模式控制

基于实际工程应用的目的,分析了轻度混合动力汽车不同运行模式间的状态迁移及相应模式下的控制策略,通过加速踏板和电子节气门开度变化,详细讨论了行驶模式下的控制策略。在Matlab/Simulink中建立了整车运行模式的状态逻辑模型,在给定的ECE15+EUDC循环工况下进行了仿真分析。最后在转鼓试验台上对改装前后的传统车和轻度混合动力车进行了排放和油耗对比试验。仿真及试验结果表明：在给定的循环工况下,发动机和ISG电机的输出转矩能满足工况需求;改装后的轻度混合动力车相比传统车而言,HC排放降低73.3%、CO排放降低35%,且远低于欧Ⅲ排放限值,百公里油耗约降低15.1%,节油效果明显。     

混合动力汽车中的电力驱动过程简析(简报)

该文在概略说明了为什么要发展混合动力汽车并介绍了混合动力汽车的3种主要类型后,对其电力驱动系统的组成和运行状态进行了分析,包括启动、轻载和满载运行以及刹车制动等工况.重点分析了电力驱动系统中,随着给定电压的变化(由高到低),电动机从电动状态进入再生制动状态的详尽物理过程,指出在这一过程中电机电感所起的关键作用,可加深对电动机工作过程的理解.     

串联型液压混合动力车辆节能控制策略

为了解决采用串联型液压混合动力系统车辆节能控制问题,该文在对串联型液压混合动力系统工作原理进行分析的基础上,考虑到系统的动态特性和液压储能器气体温度与热传递对储能器工作状态的影响,建立了系统数学模型。根据车辆行驶理论,考虑到车辆制动能的回收与再利用和串联型液压混合动力系统与发动机的匹配问题,设计了一种串联型液压混合动力系统综合控制策略,该控制策略通过主控制单元、液压泵控制单元、二次元件控制单元和发动机控制单元相互配合实现。运用Matlab/Simulink进行了控制系统仿真分析,仿真结果表明所设计的控制策略能准确实现驾驶员行驶车速要求,液压储能器能有效回收车辆制动能,在减速结束时能及时释放储能器能量以节约发动机所消耗的燃油,并能够使储能器能量耗尽时发动机及时介入保证车辆正常行驶。研究结果可为静液压传动车辆节能减排设计提供参考。     

可控整流缩短连续极永磁发电机电压恢复时间

连续极永磁型无刷直流发电机是具有梯形波电动势的混合励磁发电机。为了缩短电压恢复时间,该文提出可控整流方法,利用电机电枢绕组实现能量快速存储与释放,通过提高电枢绕组电动势加快电压恢复速度,并且不会增加硬件成本。采用状态空间平均法分析了超级电容储能的可控整流系统电压调节过程,完成了可控整流与二极管整流方式下电压恢复时间的理论计算和试验。试验结果表明:与二极管整流相比,可控整流能将电压恢复时间减少约一半。该研究对提高车载敏感电子设备工作的可靠性提供了参考。     

农村户用型智能微电网设计与实现

针对目前中国广大农村地区供电可靠性及电能质量差等供电难题,该文提出了一种基于当地分布式能源结构特点,广泛吸纳分布式能源的新型户用微电网供电模式,并给出了较为详细的设计方案。同时,考虑到系统维护的现实情况,采用组态软件及SQL server数据库设计了一套基于GPRS网络的远程监测控制和数据采集（SCADA）系统,由专业人员进行远程监控。基于该方案设计的微电网系统已先后在某农场和某农村投入运行,结果表明该户用型微电网运行稳定,能够广泛吸纳分布式能源,解决农村供电难题,为农村地区提供可靠、优质的电力供应。     

孤岛型低压微网中改进型无功分配策略

为了解决基于传统下垂控制的孤岛型低压微网无功分配不合理及公共连接点(point of common coupling,PCC)电压降落严重这2个问题,在详细分析传统下垂控制中无功分配机理的基础上,提出一种改进型无功分配策略。通过引入虚拟感抗使得低压微网线路中有功无功解耦以满足所提策略的实现条件,将分布式电源(distributed generation,DG)单元空载电压幅值与PCC电压幅值的差值引入传统下垂控制中以形成闭环控制。对改进型无功分配策略实现过程中用DG单元接入点电压幅值来代替PCC电压幅值所造成的无功分配相对偏差进行了具体的量化分析。仿真结果表明,该改进型无功分配策略既可以实现无功的合理分配,又可以大大降低PCC电压降落。当空载输出电压幅值设定为155.5 V,2个DG单元共同承担负载的条件下,采用传统无功分配策略时PCC电压幅值为141 V,而采用改进型无功分配策略时PCC电压幅值为152 V。该研究可为微网实际运行控制提供参考。     

基于无刷直流电机的风力机转矩模拟

针对风力发电技术的研究受到自然条件制约的问题,该文提出了一种新的利用无刷直流电机来代替风力机的模拟方案,通过控制无刷电机直流侧电流的方式实现转矩控制,电流环采用径向基函数神经网络与PI调节相结合的控制策略。利用Matlab/Simulink建立系统仿真模型,并搭建了基于DSP控制的无刷直流电机+永磁发电机的硬件平台,仿真和试验结果都与理论转矩相吻合,并有效降低了无刷电机的转矩脉动。该方法控制简单、精度高,为实际模拟系统的设计提供了一种新的思路。     

基于储能水平控制的微电网能量优化调度

为了充分发挥微电网中储能单元能量存储与搬移的作用,该文提出了以储能单元储能水平为微电网日前计划与实时计划之间联系纽带的多时间尺度能量优化调度方案,以及以储能水平为控制变量的日前计划优化模型。该优化模型以各可控型微电源出力、储能单元储能水平以及微网与主网交互功率均在限值之内和微网内功率平衡为约束条件,以可再生能源发电利用率最高、日供电成本最小为目标函数,通过满足"等效净负荷"需求达到可再生能源发电利用率最高的目标。采用基于矩阵实数编码的遗传算法求解该动态优化模型,算例验证了并网双向功率流动、并网单向功率流动2种模式下模型和方法的有效性。研究结果可为微电网能量优化调度决策方案提供参考。     

基于直流电动机的小型风力机仿真建模及实验

在实验室环境下构造风力机模拟系统对于风电机组开发具有重要实用价值。以风力机能量转换原理为基础,分析了小型风力机运行特性的数学模型、风力机的功率和转矩特性,并论证了直流电机模拟风力机的可行性。以数学模型为基础,详细分析了直流电动机模拟风力机的转矩控制和转速控制方法,并通过建立仿真模型和实验系统对理论分析进行验证。结果表明,采用双闭环调节的转速控制方法具有较高的精确度、较快的动态响应和更宽的模拟范围,可以方便地应用于实验室环境下风力发电技术研究。     

基于储能Soc日前计划的微电网实时能量优化调度方法

针对微电网实时优化调度计算的工程需要,提出了一种遵循储能Soc日前计划的基于网流模型的微电网实时能量优化调度方法。该方法以尽量遵循储能Soc日前计划为前提,首先建立以"等效供电成本"最小为目标函数,以分布式电源出力、储能单元储能水平以及微网与主网交互功率均在限值之内和微网内功率平衡为约束条件的实时优化数学模型;随后提出将该非线性优化模型转换为最小费用最大流网流模型进行线性化求解的方法。算例表明,遵循储能Soc日前计划的实时调度计划能够对上级电网起到削峰填谷的作用,无论在并网运行还是孤岛运行模式下能够有效降低微电网供电成本,日供电成本降低达30%以上,该方法能够足实时优化调度计算的工程要求。