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基于分离源的高增益矩阵变换器特性分析

电力自动化设备 2024年第4期44卷 67-73页

作者：程启明张昕程尹曼赖宇生沈章平上海电力大学自动化工程学院上海200090 国网上海市电力公司市北供电分公司上海200041

针对矩阵变换器(MC)存在的电压传输比限制以及现有升压型MC结构元件多、调制复杂的问题,提出了一种新型的分离源型矩阵变换器(SS-MC)。该结构采用电感、电容和3个二极管替代了双级MC中间的直流链路部件,从而构成分离源升压网络,避免了... 详细信息

针对矩阵变换器(MC)存在的电压传输比限制以及现有升压型MC结构元件多、调制复杂的问题,提出了一种新型的分离源型矩阵变换器(SS-MC)。该结构采用电感、电容和3个二极管替代了双级MC中间的直流链路部件,从而构成分离源升压网络,避免了配置额外的直通占空比。对SS-MC的拓扑结构和分离源网络升压的工作原理进行了分析,阐述了其采用的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,并针对SVPWM的缺点提出了基于充电预测的模型预测控制(CPB-MPC)策略。仿真和实验结果表明:所提出的SS-MC结构使用常规的SVPWM即可达到较高的电压传输比,但无源元件会存在较大的纹波;使用CPB-MPC策略可以有效抑制纹波,提高MC的输出电能质量。

关键词：矩阵变换器电压传输比分离源空间矢量脉宽调制模型预测控制

基于线性自抗扰控制的双馈风机次同步振荡抑制研究

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电力建设 2024年第4期45卷 134-146页

作者：程启明周伟成程尹曼张磊上海电力大学自动化工程学院上海市200090 国网上海市电力公司市北供电分公司上海市200041

双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)并网时的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,严重威胁系统的平稳运行。系统运行工况发生变化时,现有的传统控制策略可能效果不佳。为了解决这个问题,提出了基于线... 详细信息

双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)并网时的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,严重威胁系统的平稳运行。系统运行工况发生变化时,现有的传统控制策略可能效果不佳。为了解决这个问题,提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的SSO抑制策略,在转子侧传统双环PI控制的基础上,原有功内环的PI控制部分替换为线性ADRC,其中线性扩张状态观测器实时估计补偿次同步控制相互作用(sub-synchronous control interaction,SSCI)分量,该方法参数整定简单且鲁棒性较强。通过搭建DFIG并网模型,并与PI控制对比,验证该控制策略在稳态和暂态拥有良好的控制性能;通过与附加阻尼控制和非线性ADRC对比,得出线性ADRC可以在多工况下抑制次同步振荡,相比于现有控制,在参数整定更简单的情况下能更有效地使畸变电流收敛,进而稳定DFIG风机系统的输出功率,最后在RT-LAB实验平台进一步验证其有效性。

关键词：串补线路双馈风电场次同步振荡(SSO) 转子侧变换器线性自抗扰控制(LADRC)

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抑制多馈入系统后续换相失败的协调控制策略

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：高毅赵逸帆赵学伟秦海杰国网上海市电力公司市区供电公司

为解决多馈入直流输电系统中因故障恢复阶段各直流恢复次序不当而导致的后续换相失败问题，提出一种能动态适应系统运行方式变化的协调控制策略。首先，基于多馈入系统的整体恢复原则，提出多馈入动态恢复灵敏因子(MIDRSF)以量化各直流... 详细信息

为解决多馈入直流输电系统中因故障恢复阶段各直流恢复次序不当而导致的后续换相失败问题，提出一种能动态适应系统运行方式变化的协调控制策略。首先，基于多馈入系统的整体恢复原则，提出多馈入动态恢复灵敏因子(MIDRSF)以量化各直流子系统的恢复强度；其次将多馈入模型等值为单馈入模型，并提出能充分调用系统无功储备的多馈入系统自适应直流电流控制策略；最后以多馈入动态恢复灵敏因子量化修正各直流电流的恢复速率，从而实现各直流的有序恢复。在PSCAD/EMTDC中搭建双馈入模型进行仿真分析，结果验证了本文所提协调控制策略可以有效改善系统的恢复性能，抑制后续换相失败的发生。

关键词：多馈入直流输电系统电压稳定后续换相失败动态恢复灵敏因子协调控制策略

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基于CGAN台风气象下负荷场景生成

中国电力 2024年

作者：罗萍萍盛奥林济铿王忠岳李启本周平上海电力大学电气工程学院同济大学电子与信息工程学院国网上海市电力公司市区供电公司国网上海市电力公司松江供电公司

台风天气下负荷水平的剧烈波动威胁电网平衡，相应地台风气象条件下的负荷场景生成受到电力公司的重视。提出一种面向台风天气基于条件生成对抗网络（conditional generative adversarial network，CGAN）模型的负荷场景生成算法。首先... 详细信息

台风天气下负荷水平的剧烈波动威胁电网平衡，相应地台风气象条件下的负荷场景生成受到电力公司的重视。提出一种面向台风天气基于条件生成对抗网络（conditional generative adversarial network，CGAN）模型的负荷场景生成算法。首先，针对台风样本登陆位置分散、持续周期不同及等级不同的特点，提出一种台风下负荷样本的拆分及标签给定方法；然后，针对台风气象下负荷样本数量稀少，提出一种基于条件概率的样本扩充策略以扩充样本集；最后，为了进一步提升样本集的有效性，基于迁徙训练思想，先用正常气象下的负荷样本对于CGAN进行训练，然后再采用台风样本集训练CGAN，在模型训练完成后，只需输入随机噪声与台风标签即可生成对应的负荷场景。算例证实了所提模型及算法的有效性和先进性。

关键词：台风气象负荷场景生成数据扩充标签人工智能

九边形模块化多电平变换器的解耦模型与控制策略

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4037-4051页

作者：程启明杜婷伟程尹曼赖宇生上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学自动化工程学院) 上海200090 上海电力公司市北供电分公司上海200041

九边形模块化多电平变换器(N-MMC)是一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC-AC变换器,在海上风电领域应用前景广阔。但是,九边形变换器存在不同频率的电气分量强耦合的问题。为此,该文提出了一种九边形变换器的解耦方法。首先,根... 详细信息

九边形模块化多电平变换器(N-MMC)是一种具备多端口、低频性、高可靠性等特点的AC-AC变换器,在海上风电领域应用前景广阔。但是,九边形变换器存在不同频率的电气分量强耦合的问题。为此,该文提出了一种九边形变换器的解耦方法。首先,根据九边形变换器的拓扑结构,分析了其桥臂电压、电流的关系,建立了九边形变换器的解耦模型;然后,在此基础上推导了PI控制策略和非线性的无源控制(PBC)策略;最后,在Matlab仿真平台和RT-Lab半物理平台上进行了多种工况的仿真和实验验证,对比了解耦后采用PBC控制、PI控制、未解耦直接采用准比例谐振(QPR)控制的效果,验证了所提解耦模型与PBC控制的可行性与优越性。

关键词：海上风电九边形模块化多电平变换器多端口变换器解耦模型无源控制

基于调制系数最优法的TLDMC-PMSM新型直接转矩控制

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 158-165页

作者：程启明刘科程尹曼张昕岳秉言上海电力大学自动化工程学院上海市电站自动化技术重点实验室上海200090 上海电力公司市北供电分公司上海200041

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMCPMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMS... 详细信息

针对矩阵变换器永磁同步电机系统(MC-PMSM)直接转矩控制方法出现的转矩磁链脉动大、幅值失调、系统鲁棒性弱等问题,提出了一种基于调制系数最优法的三电平直接矩阵变换器永磁同步电机(TLDMCPMSM)新型直接转矩控制方法。首先描述了MC-PMSM直接转矩控制系统的原理;其次用三电平直接矩阵变换器替换两电平矩阵变换器,转速环通过复叠式螺旋滑模控制、转矩磁链环通过超螺旋滑模直接转矩控制替换传统的比例积分控制,并且引入调制系数最优法来抑制电机转矩波动逐渐增大,进而实现对永磁同步电机的精确控制;最后通过MATLAB/Simulink仿真软件和硬件实验验证所提方法的可行性与优越性。

关键词：调制系数最优法三电平直接矩阵变换器永磁同步电机复叠式螺旋滑模控制超螺旋滑模直接转矩控制

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基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法

浙江电力 2024年第2期43卷 126-136页

作者：胥栋李逸超李赟徐刚杜佳玮国网上海市电力公司浦东供电公司上海200122

建筑减排已成为中国达到“双碳”目标的重要途径,智慧楼宇作为多能流网络耦合的综合能源主体,面临碳排放量较多、多能流网络耦合程度高、负荷用能行为动态特性明显等问题。针对这一问题,提出基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法... 详细信息

建筑减排已成为中国达到“双碳”目标的重要途径,智慧楼宇作为多能流网络耦合的综合能源主体,面临碳排放量较多、多能流网络耦合程度高、负荷用能行为动态特性明显等问题。针对这一问题,提出基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法。首先,根据智慧楼宇的实际碳排放量,建立了一种奖惩阶梯型碳排放权交易机制。其次,面向碳市场和多能流耦合网络,以最小化运行成本为目标函数,建立多能流低碳楼宇调度模型,并将该调度问题转换为马尔可夫决策过程。然后,利用Rainbow算法进行优化调度问题的求解。最后,通过仿真分析验证了优化调度模型的可行性及有效性。

关键词： “双碳”目标多能流低碳调度深度强化学习

面向智能混合储能软开关支撑新型配电系统双重灵活性的规划-运行协同方法

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电网技术 2024年

作者：刘方陆荣欣徐韵张森朱丹丹卫思明杨秀上海电力大学电气工程学院国网上海市电力公司培训中心国网上海市电力公司松江供电公司国网江苏省电力公司电力科学研究院

大规模分布式新能源接入导致新型配电系统面临“节点-网络”双重灵活性不足风险，使得规划配置智能混合储能软开关(HESS-SOP)，实现节点型与网络型异质灵活资源协同控制，成为提升节点灵活调节支撑和网络传输安全裕度的重要技术手段。... 详细信息

大规模分布式新能源接入导致新型配电系统面临“节点-网络”双重灵活性不足风险，使得规划配置智能混合储能软开关(HESS-SOP)，实现节点型与网络型异质灵活资源协同控制，成为提升节点灵活调节支撑和网络传输安全裕度的重要技术手段。对此，建立面向HESS-SOP融入支撑“节点-网络”双重灵活性的新型配电系统协同规划-运行模型。首先，研究SOP引入HESS 组成HESS-SOP的拓扑结构和联合调节特性；然后，引入转移分布因子以线路为视角建立含HESS-SOP的新型配电系统灵活性供需平衡模型，解析“节点-网络”灵活性供需平衡机理，并建立“节点-网络”双维度灵活性指标；其次，采用有功潮流灵敏度法与希尔伯特-黄变换法对HESS-SOP分别进行选址与初始参数配置，并建立考虑HESS-SOP“节点-网络”双重灵活性调控潜力的规划-运行联合优化模型，并采用混合算法进行求解；最后，基于改进的IEEE33节点系统开展算例分析。结果表明：所提出的灵活性指标能准确量化评估系统“节点-网络”双维度灵活性，所建立的考虑HESS-SOP灵活性调控潜力的规划-运行联合优化模型能有效提高配电系统运行的经济性与灵活性。

关键词：新型配电系统智能软开关混合储能系统灵活性转移分布因子有功潮流灵敏度希尔伯特-黄变换规划-运行

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梯形半云PBDR-VPP源荷协调经济调度

电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 132-140页

作者：吉铭成范雨顺党恩帅焦娜娜孙璞玉上海电力大学电气工程学院上海200090 国网上海市电力公司松江供电公司上海201600

针对价格型需求响应虚拟电厂用户响应行为模型精确度不高的问题,提出一种梯形半云价格型需求响应不确定性建模方法。用梯形半云对分时电价下用户的不确定响应行为进行建模,通过正、逆向云变换算法,实现用户响应行为定性概念与定量数据... 详细信息

针对价格型需求响应虚拟电厂用户响应行为模型精确度不高的问题,提出一种梯形半云价格型需求响应不确定性建模方法。用梯形半云对分时电价下用户的不确定响应行为进行建模,通过正、逆向云变换算法,实现用户响应行为定性概念与定量数据之间的双向转化,用云滴分布形状拟合用户的响应随机行为。将源、荷两侧灵活资源整合,使虚拟电厂综合效益最大化的经济协调调度。算例仿真验证了模型的有效性。

关键词：价格型需求响应虚拟电厂不确定性梯形半云云变换算法经济调度