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多级电压注入式变流器及其在电力传输中的应用研究

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多级电压注入式变流器及其在电力传输中的应用研究

作者：云平平内蒙古工业大学

学位级别：硕士

在过去的二十年中,柔性交流输电(FACTS)概念已被人们广泛接受,大量的FACTS装置得到应用,尤其是大功率强迫换相变流器表现出了良好的性能和灵活的控制特性,在电力传输与分配中呈现出极大的应用潜力。本文基于级联式H-bridge注入电路,提... 详细信息

在过去的二十年中,柔性交流输电(FACTS)概念已被人们广泛接受,大量的FACTS装置得到应用,尤其是大功率强迫换相变流器表现出了良好的性能和灵活的控制特性,在电力传输与分配中呈现出极大的应用潜力。本文基于级联式H-bridge注入电路,提出了一种新型的多级注入式电压源型变流器,非常适合应用于大功率场合.这种新型多级电压注入式电压源型变流器(MLVR-VSC)是结合了多电平、软开关及注入概念适合大功率AC-DC变换的技术。可解决高压换流阀中直接串接开关的动态电压平衡问题;有利于消除谐波,输出高性能的电压、电流波形;主控桥开关工作频率低,可以在零电压条件下切换,大大提高了大功率变流器的运行效率和可靠性。在本论文中,对七级注入式变流器的触发时序、输出波形、多级注入电路、电容电压的平衡问题、动态和静态性能都做了具体的分析。这一新型的AC-DC变换装置与电网相联就可以作为一个同步静止补偿器(STATCOM)使用。对七级电压注入式电压源型变流器(MLVR-VSC)进行了PSCAD\EMTDC仿真,结果表明该装置是一个高性能的STATCOM,适合应用于电力传输领域。与传统的多电平方案相比,它使用了非常少的开关器件,且无需加设滤波器以及采用PWM技术,就能提供低谐波的高性能输出波形,因此它非常适合应用于高电压传输场合。EMTDC仿真也证实了在电源对称或非对称状态条件下MLVR-STATCOM可以正常运行。

关键词：多级变换注入式变流器软开关同步静止补偿器 PSCAD-EMTDC

马尔可夫预测的多目标优化储能系统平抑风电场功率波动

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电力系统自动化 2020年第6期44卷 67-74页

作者：任永峰薛宇云平平韩俊飞贾伟青内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010051 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院内蒙古自治区呼和浩特市010020

在高比例风电主导的可再生能源电力系统中,配置储能系统是缓解风电功率波动、实现削峰填谷、提高风电可调度性的有效解决方案。文中从大规模储能出力水平以及风电未来输出对当前储能运行影响的角度出发,设计了风储联合运行的多目标优化... 详细信息

在高比例风电主导的可再生能源电力系统中,配置储能系统是缓解风电功率波动、实现削峰填谷、提高风电可调度性的有效解决方案。文中从大规模储能出力水平以及风电未来输出对当前储能运行影响的角度出发,设计了风储联合运行的多目标优化仿真模型。采用马尔可夫预测模型形成风功率未来输出评估,同时利用粒子群优化算法实时滚动优化风储并网功率,获得储能电池最优运行策略。利用某百兆瓦级风电场的典型风功率数据进行仿真,仿真结果表明所提方法平滑效果良好,避免了储能电池过度充放电,防止了储能电池进入死区的情况,提高了风储一体化系统的可靠性和经济性。

关键词：马尔可夫预测粒子群优化算法功率波动平抑储能多目标优化能量状态

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NSC改善DFIG电能质量与故障穿越研究

中国电机工程学报 2018年第17期38卷 5052-5062页

作者：任永峰云平平薛宇胡志帅廉茂航内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010051 北京天润新能投资有限公司北京市朝阳区100029 国网蒙东电科院内蒙古自治区呼和浩特市010020

为了改善电能质量问题对双馈式风电机组（doubly-fed induction generator,DFIG）正常运行的影响,提出一种九开关变换器（nine-switch converter,NSC）电能质量调节器解决方案。在对NSC的数学模型、控制方式、动态调制比策略进行理论分... 详细信息

为了改善电能质量问题对双馈式风电机组（doubly-fed induction generator,DFIG）正常运行的影响,提出一种九开关变换器（nine-switch converter,NSC）电能质量调节器解决方案。在对NSC的数学模型、控制方式、动态调制比策略进行理论分析的基础上,建立NSC与2MW DFIG风电机组并网模型。设计典型非线性电力电子负荷产生的谐波电流以及各类公共连接点电网电压短路故障工况,分别对投入NSC时DFIG风电系统的主要参数和运行特性进行深入分析。NSC可灵活向电网并联注入相应的谐波补偿电流,维持电网电流的正弦波特性,NSC也可灵活地向电网串联注入相应的畸变补偿电压,维持DFIG机端电压的稳定,实现DFIG风电系统柔性故障穿越（flexible fault ride-through,FFRT）运行。仿真与实验研究结果验证NSC对治理DFIG风电系统综合电能质量和提升FFRT能力的有效性。

关键词：风力发电九开关变换器双馈电机统一电能质量调节器有源电力滤波器动态电压恢复器柔性故障穿越

基于集合经验模态分解的微电网混合储能优化配置

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太阳能学报 2023年第2期44卷 239-246页

作者：贾东卫任永峰李莉美云平平薛宇米玥内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 呼和浩特职业学院呼和浩特010010 内蒙古国天新能源科技有限公司呼和浩特010020

为了平抑微电网联络线功率,该文采用磷酸铁锂电池与超级电容组合的方式进行微电网混合储能优化配置。首先,根据电网调度安排,将微电网净负荷分解为联络线功率与混合储能系统总功率。其次,通过集合经验模态分解将混合储能总功率分解为锂... 详细信息

为了平抑微电网联络线功率,该文采用磷酸铁锂电池与超级电容组合的方式进行微电网混合储能优化配置。首先,根据电网调度安排,将微电网净负荷分解为联络线功率与混合储能系统总功率。其次,通过集合经验模态分解将混合储能总功率分解为锂电池平抑的低频分量与超级电容平抑的高频分量,并建立混合储能的等年值成本、平抑联络线功率、能量供需平衡目标函数,采用自适应粒子群算法求解混合储能容量。根据储能的荷电状态,采用模糊控制算法对锂电池、超级电容的充放电功率进行二次修正,保证储能系统的长期运行。基于某并网型微电网进行算例分析,仿真验证该方法的经济性与有效性。

关键词：储能微电网粒子群优化集合经验模态分解联络线功率模糊控制

基于UDE的虚拟同步发电机功频振荡抑制策略

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太阳能学报 2022年第12期43卷 220-226页

作者：陈建任永峰云平平薛宇胡志帅米玥内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 内蒙古国天新能源科技有限公司呼和浩特010051

针对分布式发电并网逆变器采用虚拟同步发电机(VSG)技术引起的功频振荡问题,提出基于不确定性和扰动估计器(UDE)的功频振荡抑制策略。对功角稳定机理以及功频振荡特性进行深入分析,建立基于不确定性和扰动估计器的有功环振荡抑制控制模... 详细信息

针对分布式发电并网逆变器采用虚拟同步发电机(VSG)技术引起的功频振荡问题,提出基于不确定性和扰动估计器(UDE)的功频振荡抑制策略。对功角稳定机理以及功频振荡特性进行深入分析,建立基于不确定性和扰动估计器的有功环振荡抑制控制模型。该控制方法将外部扰动和不确定性用集总扰动来代替,采用一阶低通滤波器对该集中扰动进行估计,利用滤波带宽思想实现对功频振荡的抑制效果,具有较好的系统鲁棒性。最后,通过时域仿真实验验证了所提振荡抑制策略的有效性。

关键词：分布式发电低通滤波器鲁棒性功频振荡虚拟同步发电机

基于构网型储能双虚拟电机控制的风电制氢系统

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高电压技术 2024年

作者：贺彬任永峰孟庆天云平平刘会强米玥内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院内蒙古国天新能源科技有限公司

风电制氢作为一种全周期零碳排放的制氢方式，是实现碳中和目标、促进能源结构绿色转型的重要途径。针对风电制氢系统接入弱电网下主动支撑能力弱的问题，本文提出基于构网型储能虚拟同步机和虚拟直流电机的双虚拟电机控制策略，有效增... 详细信息

风电制氢作为一种全周期零碳排放的制氢方式，是实现碳中和目标、促进能源结构绿色转型的重要途径。针对风电制氢系统接入弱电网下主动支撑能力弱的问题，本文提出基于构网型储能虚拟同步机和虚拟直流电机的双虚拟电机控制策略，有效增强风电制氢系统电压、频率主动支撑能力，也为制氢系统直流母线提供可靠的惯量、阻尼支撑。基于小信号方法分析了两种控制策略中转动惯量和阻尼系数对系统稳定性及动态响应的影响情况。最后通过SIMULINK搭建的风-氢-储仿真模型进行验证，结果显示所提策略可为风电制氢系统接入弱电网提供可靠的电压、频率支撑，也能较好地改善制氢系统直流母线电压波动情况。

关键词：风电制氢系统构网型VSG 虚拟直流电机弱电网主动支撑

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啤酒糖化过程糊化锅的控制

微计算机信息 2006年第12S期22卷 46-48页

作者：史斌赵晓玮敖乐根云平平内蒙古工业大学 100051

糖化过程是啤酒生产过程中的第一道工序,而且最为复杂,它决定了啤酒的类型和质量。糊化过程是在糖化过程中的重要环节,关于其控制方法和要点的讨论具有普遍意义而且必要。本文通过对控制对象——糊化锅的分析,从软件、硬件两方面对糊化... 详细信息

糖化过程是啤酒生产过程中的第一道工序,而且最为复杂,它决定了啤酒的类型和质量。糊化过程是在糖化过程中的重要环节,关于其控制方法和要点的讨论具有普遍意义而且必要。本文通过对控制对象——糊化锅的分析,从软件、硬件两方面对糊化锅的具体控制策略进行了设计和探讨,利用可编程逻辑控制器对现场数字、模拟信号进行采集和处理并对执行元件进行实时控制,工控机完成对控制过程数据的监视、管理和记录功能。并对在实际生产过程中会经常出现的的问题给出了具体的解决方案,在实际运行过程中取得了良好的效果。

关键词：糊化锅 PID控制可编程逻辑控制器

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构网型风氢耦合系统电解槽轮值优化控制

高压电器 2024年第7期60卷 12-22页

作者：柴海东任永峰云平平乌森高乐米玥苗雨蓟内蒙古工业大学电力学院呼和浩特010080 内蒙古国天新能源科技有限公司呼和浩特010020 中电建铁路建设投资集团有限公司北京100060

针对制氢电解槽阵列能量分配效率偏低的问题,文中结合电解槽自身物理特性和整体系统要求,分析电解槽阵列输入功率与效率的耦合关系。构建多电解槽阵列的效率函数和约束条件,通过拉格朗日函数将其转化为无约束问题,以实现电解槽阵列功率... 详细信息

针对制氢电解槽阵列能量分配效率偏低的问题,文中结合电解槽自身物理特性和整体系统要求,分析电解槽阵列输入功率与效率的耦合关系。构建多电解槽阵列的效率函数和约束条件,通过拉格朗日函数将其转化为无约束问题,以实现电解槽阵列功率自适应分配的控制,保证系统处于最优工作状态。在最优工作状态进行电解槽阵列轮值优化控制策略,提高电解槽的使用寿命。考虑风电功率波动情况,提出构网型直驱风电机组,提高并网点的电压和频率稳定性。最后通过MATLAB/Simulink搭建的风氢耦合模型进行验证,与传统能量分配方式相比,该方法可以明显提升电解槽阵列协调工作效率,同时也增加了电解槽的使用寿命,为风电的大规模制氢提供了有效途径。

关键词：构网型风电机组电解槽阵列自适应分配轮值优化协调控制

系统电抗对LCL并联型有源滤波器稳定性的影响

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控制与信息技术 2018年第5期 7-11页

作者：任磊云平平天津理工大学电气电子工程学院天津300384 内蒙古工业大学内蒙古呼和浩特010051

对于电压源型非线性负荷,由于系统电抗和负荷电抗的影响,在使用并联型有源滤器进行谐波补偿时不仅会出现负荷谐波电流放大现象,而且影响并联型有源滤波器电流跟踪控制算法的稳定性。文章建立了基于LCL滤波器的并联型有源滤波器、系统电... 详细信息

对于电压源型非线性负荷,由于系统电抗和负荷电抗的影响,在使用并联型有源滤器进行谐波补偿时不仅会出现负荷谐波电流放大现象,而且影响并联型有源滤波器电流跟踪控制算法的稳定性。文章建立了基于LCL滤波器的并联型有源滤波器、系统电抗和负荷电抗的详细电路模型,并通过开环传递函数控制模型分析了电流跟踪控制算法的稳定性。最后通过比例谐振控制(PR)和仿真验证了该模型和解决方案的有效性。

关键词：有源滤波器电压源型非线性负载 LCL滤波器系统电抗控制算法