随着新能源装机容量和渗透率的增加,电网逐渐呈现出较大等效电网阻抗的弱电网特性,此时常规强电网下设计的并网逆变器比例-积分(PI)参数往往会引起系统谐振等不稳定问题。针对弱电网下如何优化设计并网逆变器PI参数的问题,常规方法往往...随着新能源装机容量和渗透率的增加,电网逐渐呈现出较大等效电网阻抗的弱电网特性,此时常规强电网下设计的并网逆变器比例-积分(PI)参数往往会引起系统谐振等不稳定问题。针对弱电网下如何优化设计并网逆变器PI参数的问题,常规方法往往需要近似处理或反复试凑,而且无法结合多个性能指标进行参数整定。因此,文中基于D分割法得到了弱电网下的并网逆变器同时满足相角裕度、幅值裕度、电流环带宽和短路比等多性能指标下的PI参数稳定域,并通过图形可视化地表现出来,从而快速、准确地获取弱电网下的PI参数,避免了反复试凑。最后,得出了弱电网下的并网逆变器即使将锁相环带宽设置得很低,其PI参数也需要合理进行设计和选取才能使其稳定、高效运行的结论,并基于30 k W实验平台验证了该设计方法和结论的正确性。展开更多
针对三有源桥(triple active bridge,TAB)隔离型双向DC-DC变换器在端口电压不匹配且轻载情况下,变换器效率下降严重的问题,该文基于傅里叶级数建立TAB精确统一的数学模型,提出一种以电感电流有效值与全功率范围内零电压开通为目标的多...针对三有源桥(triple active bridge,TAB)隔离型双向DC-DC变换器在端口电压不匹配且轻载情况下,变换器效率下降严重的问题,该文基于傅里叶级数建立TAB精确统一的数学模型,提出一种以电感电流有效值与全功率范围内零电压开通为目标的多重移相角闭环优化控制策略。为避免分段线性化法引入的繁琐计算过程,通过梯度下降算法对所得多目标函数进行全局求解。同时,将最优工作点进行多项式曲线拟合,确保移相角、传输功率连续变化,能在不同模式间平滑切换。仿真和实验结果表明,相比于其他控制策略,所提方法能有效降低导通损耗和开关损耗,在轻载工况下效率最高可达96%,且在不同电压失配比下均有明显的优化效果。展开更多
电压控制型逆变器VCI(voltage-controlled inverters)在弱电网下表现出更强的稳定性,有望在可再生能源发电中得到更广泛的应用。然而,VCI的有功功率控制带宽通常低于电流控制并网逆变器CCI(current-controlled inverter)。随着电网阻抗...电压控制型逆变器VCI(voltage-controlled inverters)在弱电网下表现出更强的稳定性,有望在可再生能源发电中得到更广泛的应用。然而,VCI的有功功率控制带宽通常低于电流控制并网逆变器CCI(current-controlled inverter)。随着电网阻抗增大和电网强度进一步降低,其调节时间甚至将长达数秒,难以满足可再生能源发电最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)的要求。此外,现有的以功率环改造为特点的VCI有功功率快速控制方法,则可能导致弱电网下VCI稳定性损失。针对这一问题,建立了VCI并网系统的详细输入-输出模型,揭示了弱电网下VCI功率环改造法面临稳定性和快速性矛盾的根源,并提出了一种基于外环改造和功率指令前置滤波的VCI有功功率快速控制方法,能够有效提升VCI有功功率控制带宽,且不影响其弱电网下的稳定性,进一步实现了基于VCI的MPPT控制;针对短路容量比和电网阻抗大幅波动对所提控制的影响,又提出了一种基于电网阻抗在线辨识的VCI有功功率快速控制自适应方法。最后,实验结果验证了所提方法的有效性。展开更多
针对S变换在电能质量扰动检测中存在计算量过大,时频分辨率低,电能质量扰动数据集常具备类别不平衡的问题,提出一种基于改进Kaiser窗快速S变换(modified Kaiser window fast S-transform,FMKST)和轻梯度提升机(light gradient boosting ...针对S变换在电能质量扰动检测中存在计算量过大,时频分辨率低,电能质量扰动数据集常具备类别不平衡的问题,提出一种基于改进Kaiser窗快速S变换(modified Kaiser window fast S-transform,FMKST)和轻梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的电能质量扰动识别与分类新方法。首先通过快速傅里叶变换得到采样信号频谱;然后利用迭代循环滤波区间定位算法确定扰动频率区间;再根据扰动频率区间所处频段确定窗宽调节因子并对相应区间进行变换;最后从采样信号的FMKST模时频矩阵中提取特征向量并构建改进LightGBM分类器进行分类。仿真与实验结果表明,提出的方法具有更高的识别准确率与更快的诊断速度,适用于海量电能质量扰动数据的快速识别与分类。展开更多
文摘随着新能源装机容量和渗透率的增加,电网逐渐呈现出较大等效电网阻抗的弱电网特性,此时常规强电网下设计的并网逆变器比例-积分(PI)参数往往会引起系统谐振等不稳定问题。针对弱电网下如何优化设计并网逆变器PI参数的问题,常规方法往往需要近似处理或反复试凑,而且无法结合多个性能指标进行参数整定。因此,文中基于D分割法得到了弱电网下的并网逆变器同时满足相角裕度、幅值裕度、电流环带宽和短路比等多性能指标下的PI参数稳定域,并通过图形可视化地表现出来,从而快速、准确地获取弱电网下的PI参数,避免了反复试凑。最后,得出了弱电网下的并网逆变器即使将锁相环带宽设置得很低,其PI参数也需要合理进行设计和选取才能使其稳定、高效运行的结论,并基于30 k W实验平台验证了该设计方法和结论的正确性。
文摘针对三有源桥(triple active bridge,TAB)隔离型双向DC-DC变换器在端口电压不匹配且轻载情况下,变换器效率下降严重的问题,该文基于傅里叶级数建立TAB精确统一的数学模型,提出一种以电感电流有效值与全功率范围内零电压开通为目标的多重移相角闭环优化控制策略。为避免分段线性化法引入的繁琐计算过程,通过梯度下降算法对所得多目标函数进行全局求解。同时,将最优工作点进行多项式曲线拟合,确保移相角、传输功率连续变化,能在不同模式间平滑切换。仿真和实验结果表明,相比于其他控制策略,所提方法能有效降低导通损耗和开关损耗,在轻载工况下效率最高可达96%,且在不同电压失配比下均有明显的优化效果。
文摘电压控制型逆变器VCI(voltage-controlled inverters)在弱电网下表现出更强的稳定性,有望在可再生能源发电中得到更广泛的应用。然而,VCI的有功功率控制带宽通常低于电流控制并网逆变器CCI(current-controlled inverter)。随着电网阻抗增大和电网强度进一步降低,其调节时间甚至将长达数秒,难以满足可再生能源发电最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)的要求。此外,现有的以功率环改造为特点的VCI有功功率快速控制方法,则可能导致弱电网下VCI稳定性损失。针对这一问题,建立了VCI并网系统的详细输入-输出模型,揭示了弱电网下VCI功率环改造法面临稳定性和快速性矛盾的根源,并提出了一种基于外环改造和功率指令前置滤波的VCI有功功率快速控制方法,能够有效提升VCI有功功率控制带宽,且不影响其弱电网下的稳定性,进一步实现了基于VCI的MPPT控制;针对短路容量比和电网阻抗大幅波动对所提控制的影响,又提出了一种基于电网阻抗在线辨识的VCI有功功率快速控制自适应方法。最后,实验结果验证了所提方法的有效性。
文摘针对S变换在电能质量扰动检测中存在计算量过大,时频分辨率低,电能质量扰动数据集常具备类别不平衡的问题,提出一种基于改进Kaiser窗快速S变换(modified Kaiser window fast S-transform,FMKST)和轻梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的电能质量扰动识别与分类新方法。首先通过快速傅里叶变换得到采样信号频谱;然后利用迭代循环滤波区间定位算法确定扰动频率区间;再根据扰动频率区间所处频段确定窗宽调节因子并对相应区间进行变换;最后从采样信号的FMKST模时频矩阵中提取特征向量并构建改进LightGBM分类器进行分类。仿真与实验结果表明,提出的方法具有更高的识别准确率与更快的诊断速度,适用于海量电能质量扰动数据的快速识别与分类。
