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基于调制切换的逆变器高频谐振故障穿越方法

供用电 2024年第5期41卷 96-102页

作者：吴显于德硕刘子俊姜鑫谢懿晗易皓新型智慧城市高品质供电联合实验室(深圳供电局有限公司) 广东深圳518020 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

随着能源转型和低碳社会建设不断推进,新能源设备广泛地接入电网的各个环节,以逆变器为代表的新能源设备存在宽频谐振风险。LCL滤波器无源谐振峰是引发逆变器高频谐振的主要因素,而传统的有源阻尼控制及参数配置方法对网侧参数存在适应... 详细信息

随着能源转型和低碳社会建设不断推进,新能源设备广泛地接入电网的各个环节,以逆变器为代表的新能源设备存在宽频谐振风险。LCL滤波器无源谐振峰是引发逆变器高频谐振的主要因素,而传统的有源阻尼控制及参数配置方法对网侧参数存在适应能力较差且配置较为复杂等问题。针对滞环开关频率不确定的缺陷,设计了一种基于调制切换的逆变器高频谐振抑制方法,利用滞环电流控制的快速性与鲁棒性,提出了调制切换策略以保证模态切换瞬间开关动作的平滑过渡。所提方法能够替代逆变器电流环,并利用滞环电流控制的优势达到快速平抑高频无源谐振的目的,为逆变器在网侧恶化工况下的高频故障穿越提供了有效支撑。并通过仿真验证其有效性与模态切换的平滑性。

关键词： LCL滤波器高频谐振新能源逆变器滞环电流控制鲁棒性

面向局域配电网谐波网损综合抑制的有源电力滤波器多目标优化配置策略

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供用电 2024年第2期41卷 73-80页

作者：张华赢杨泽斌易皓李艳阴晓晴卫唯南方电网公司新型智慧城市高品质供电联合实验室(深圳供电局有限公司) 广东深圳518000 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

随着配电网电力电子化程度不断提高,各类非线性负载广泛分散地接入配电网,使得配电网谐波抑制问题更为复杂。传统的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)就近补偿方法存在安装设备数量多和运维成本较高的问题。因此,... 详细信息

随着配电网电力电子化程度不断提高,各类非线性负载广泛分散地接入配电网,使得配电网谐波抑制问题更为复杂。传统的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)就近补偿方法存在安装设备数量多和运维成本较高的问题。因此,为了提高治理设备单机利用效率,研究谐波综合抑制的SAPF配置方法已成为电能质量治理领域的重要需求之一。以配电网谐波网损和谐波抑制为优化目标,采用多目标粒子群优化算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO),对SAPF的数量和容量进行配置。首先,建立谐波综合抑制模型,以配电网中谐波网损、谐波畸变、SAPF安装数量与容量为多个优化目标,通过改进的多目标粒子群优化算法对模型进行求解。其次,搭建含有14个非线性负载的IEEE 18节点仿真模型对优化算法进行验证。最后,仿真结果表明,优化配置策略治理效果良好,可以通过少量SAPF来实现配电网谐波网损和谐波的综合抑制,证明了所提算法的有效性和可行性。

关键词：并联型有源电力滤波器谐波网损谐波畸变配置方法多目标粒子群优化

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基于PT对称多线圈无线电能传输系统研究

基于PT对称多线圈无线电能传输系统研究

作者：易皓鹏重庆理工大学

学位级别：硕士

用于低电压问题治理的柔性交直流切换配电系统设计

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电力系统自动化 2023年第6期47卷 123-132页

作者：赖振宏易皓黄华卓放李雨果张枭西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

为解决用电负荷增加带来的配电系统末端低电压问题,提出了柔性交直流切换配电系统,可在提高电压质量的同时保证系统运行灵活性。该配电方案通过在配电线路首末两端装设变流器和断路器组,按需运行于直流配电模态或者交流配电模态。首先,... 详细信息

为解决用电负荷增加带来的配电系统末端低电压问题,提出了柔性交直流切换配电系统,可在提高电压质量的同时保证系统运行灵活性。该配电方案通过在配电线路首末两端装设变流器和断路器组,按需运行于直流配电模态或者交流配电模态。首先,针对交直流配电模态相互切换过程中负荷供电的可靠性,对变流器控制系统和断路器动作时序进行设计,实现切换过程中负荷电压的平滑过渡。其次,为避免极端工况下断路器组的误动作,提出了基于事件触发和非特征次谐波检测两种判断逻辑,保障系统在极端工况下稳定运行。最后,针对错误切换过程潜在的短路故障,在控制和硬件层面设计了保护措施,避免系统设备损坏。MATLAB/Simulink仿真以及实验结果验证了切换配电方案和保护方案的有效性。

关键词：低电压柔性直流交直流配电系统平滑切换电压质量短路保护

基于直流电压同步的构网型变流器低频振荡分析与阻尼控制

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电力系统自动化 2023年

作者：姜鑫易皓卓放李雨果王振雄电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学)

基于直流电压同步的构网型变流器能够稳定直流侧电压同时实现变流器自同步，然而直流电压动态与控制环相互作用可能会引起系统低频振荡。为了研究低频振荡产生的机理，建立了计及直流电压同步控制环与交流电压环的构网型变流器“功率-... 详细信息

基于直流电压同步的构网型变流器能够稳定直流侧电压同时实现变流器自同步，然而直流电压动态与控制环相互作用可能会引起系统低频振荡。为了研究低频振荡产生的机理，建立了计及直流电压同步控制环与交流电压环的构网型变流器“功率-功角”稳定性分析模型，分析发现直流电压同步相比于功率同步会引入更多的相位滞后，同时交流电压环也会在环路中引入相位滞后，使得系统环路增益容易在低频高增益区产生低频振荡问题。基于低频振荡机理分析，提出两种对直流电压同步控制进行相位补偿的方法，通过重塑系统环路低频高增益区的相位，实现对低频段的阻尼控制和振荡抑制。最后，通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。

关键词：新型电力系统新能源并网构网型变流器直流电压同步低频振荡小信号稳定性分析相位补偿

极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的机理探究与暂态无功过补稳定性提升策略

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中国电机工程学报 2023年第2期43卷 482-495页

作者：李雨果易皓姜鑫卓放卢大鹏周洪伟电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 特变电工西安电气科技有限公司陕西省西安市710016

为了探究短路容量比接近1.0的极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的原因,该文建立描述逆变器动态行为的低频简化小信号模型,并以此深入分析了诱发低频振荡的主导因素。研究发现,极弱电网下逆变器交流侧电压控制与有功控制紧密耦合,这... 详细信息

为了探究短路容量比接近1.0的极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的原因,该文建立描述逆变器动态行为的低频简化小信号模型,并以此深入分析了诱发低频振荡的主导因素。研究发现,极弱电网下逆变器交流侧电压控制与有功控制紧密耦合,这使得它们之间互相干涉,从而引起低频振荡。其中交流电压–无功闭环控制的快速性很大程度上决定了低频振荡是否发生。对此,该文提出一种暂态无功过补稳定性提升方法,通过前馈加快逆变器的无功响应,从而有效抑制了低频振荡,显著提升极弱电网下逆变器的稳定性。与已有稳定性提升方法相比,该方法具有参数整定简单、运算量小、不削弱逆变器功率调整动态性能的3个优点。最后,该文通过仿真和实验验证解析分析结论的准确性,论证暂态无功过补方法的有效性。

关键词：并网逆变器极弱电网低频振荡简化小信号模型解析分析稳定性提升

考虑智能软开关的有源配电网恢复力评估与提升

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全球能源互联网 2022年第3期5卷 203-212页

作者：叶宇鑫李更丰别朝红易皓张鼎茂西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

配电网作为供电的最后环节,其供电恢复速度和恢复负荷的比例影响着整个电力系统的恢复力水平,因此提升系统遭受极端自然灾害下的配电网供电恢复能力显得尤为重要。智能软开关(soft open point,SOP)是一种全控型电力电子器件,具有连续调... 详细信息

配电网作为供电的最后环节,其供电恢复速度和恢复负荷的比例影响着整个电力系统的恢复力水平,因此提升系统遭受极端自然灾害下的配电网供电恢复能力显得尤为重要。智能软开关(soft open point,SOP)是一种全控型电力电子器件,具有连续调节功率和提供无功电压支撑等优点,将会在配电系统正常运行和供电恢复中得到广泛应用。以配电网恢复力评估与提升为目标,首先,考虑故障后通过可控分布式电源和SOP恢复负荷供电,建立有源配电网负荷恢复模型;其次,提出将负荷恢复模型嵌入到时序蒙特卡洛模拟过程中的恢复力评估流程;最后,在修改的IEEE-33节点系统测试了算法的正确性和有效性,得到了SOP和其他恢复措施相比的不同之处,并分析了其与可控分布式电源联合作用下对配电网恢复力的提升作用。

关键词：智能软开关有源配电网恢复力评估负荷恢复

PT对称多线圈并联无线电能传输系统参数优化

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第4期38卷 229-236页

作者：肖蕙蕙易皓鹏张路胡佳伟万梓豪重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对宇称时间(parity-time,PT)对称多线圈并联无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统参数相互关联,系统参数配置困难,提出一种基于PT对称的多线圈并联WPT系统参数优化设计方法。建立基于PT对称多线圈并联WPT系统数学模型,给出... 详细信息

针对宇称时间(parity-time,PT)对称多线圈并联无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统参数相互关联,系统参数配置困难,提出一种基于PT对称的多线圈并联WPT系统参数优化设计方法。建立基于PT对称多线圈并联WPT系统数学模型,给出系统输出功率、传输效率以及有效传输距离的一般性影响规律表达式。采用一种非线性规划和遗传算法相结合的优化方法,以输出功率为目标函数,以传输效率和有效传输距离为约束条件,对系统发射-接受线圈数及谐振参数进行寻优。根据优化结果搭建实验样机,实验结果表明系统在满足所需传输效率及有效传输距离下,系统功率输出达到设计要求,验证了理论分析和优化方法的有效性。

关键词： PT对称多线圈并联非线性规划遗传算法输出功率传输效率有效传输距离

Ni-MOFs对水中全氟烷基醚磺酸盐的吸附性能及机理

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环境工程学报 2023年第9期17卷 2861-2871页

作者：易皓余仪柳泽伟丁泽聪奚红霞胡勇有华南理工大学环境与能源学院广州510006 生态环境部华南环境科学研究所广州510655 华南理工大学化学与化工学院广州510641 佛山科学技术学院环境与化学工程学院佛山528225

为有效去除水中的全氟烷基醚磺酸盐(F-53B),采用溶剂热法合成二维Ni-MOFs和三维Ni-MOFs材料。采用XRD、FTIR、SEM、N2吸/脱附实验和热重分析对材料的结构形貌和热稳定性进行了表征,采用动力学和热力学实验以及对比分析,考察了Ni-MOFs对... 详细信息

为有效去除水中的全氟烷基醚磺酸盐(F-53B),采用溶剂热法合成二维Ni-MOFs和三维Ni-MOFs材料。采用XRD、FTIR、SEM、N2吸/脱附实验和热重分析对材料的结构形貌和热稳定性进行了表征,采用动力学和热力学实验以及对比分析,考察了Ni-MOFs对水中F-53B的吸附性能,并进一步结合理论计算探究了可能的吸附机理。结果表明,2种材料均具有明显的晶型,其中Ni是以双齿配位模式与有机骨架进行结合,二维Ni-MOFs呈现分散片层结构,三维Ni-MOFs则呈现出块状结构,二维Ni-MOFs比三维Ni-MOFs具有更高的比表面积、孔隙率和热稳定性。2种材料对F-53B的吸附均符合准二级动力学方程和Freundlich等温方程,二维Ni-MOFs的吸附速率常数和吸附容量分别达到0.0024 g·(min·mg)^(−1)和451.2 mg·g^(−1),比三维Ni-MOFs分别高出20%和16%,吸附过程以非均质多层吸附为主,受共存阴离子的影响较小。对F-53B的吸附性能与2种材料的构效有关,活性吸附位点和限域作用决定了二维Ni-MOFs比三维Ni-MOFs更优的吸附特性,吸附过程主要受静电作用控制。以上研究结果表明二维Ni-MOFs对F-53B的吸附性能较好,具有良好的应用前景。

关键词：金属-有机骨架全氟烷基醚磺酸盐吸附静电作用限域作用