宽范围电网下并网逆变器延时小信号建模及不连续稳定区间分析

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该文以光伏并网逆变器为例,借助pade近似方法,建立考虑控制延时环节的光伏并网逆变器状态空间小信号模型,利用特征值分析方法研究宽范围电网强度下考虑控制延时的光伏并网逆变器稳定性问题.算例仿真分析结果表明:在考虑控制延时的光伏并网逆变器系统中,当电网强度在较宽范围内变化时,系统存在不连续稳定区间;考虑控制延时的系统小信号模型要更加精确,对控制器参数的变化更加敏感;在极弱电网(短路比SCR≤1.6)下,锁相环和电流环相关振荡模式之间会发生交互作用和“借”阻尼现象,并引起系统不稳定.最后通过MATLAB/Simulink仿真和验证实验证明了理论分析的正确性.
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从灰尘沉积影响因素的区域差异性分析入手,提出基于影响因素区域聚类和计算流体动力学相结合的灰尘沉积仿真试验研究方法.首先,选取对灰尘沉积影响较大的风速、相对湿度、温度和灰尘浓度4个环境因素对中国大陆进行区域聚类;其次,按区域类别设定灰尘沉积影响条件,将试验设计与Fluent软件仿真分析相结合,研究光伏组件的安装倾角和安装高度与灰尘沉积率的关系;最后通过灰尘沉积对光伏组件发电量的实际值和预测值的比较,验证方法的准确性和有效性,并将结果应用于优化安装参数.研究成果可应用于分区域类别的灰尘沉积的预测和光伏组件安装
基于中国北方地区冬季采暖“煤改电”工程中使用的空气源热泵机组,提出与光伏发电相结合的系统方案.在不改变原有系统结构和控制方式的前提下,白天采用光伏优先、市电保障的双电源供电模式,研究将光伏电能高效注入系统的控制策略,优化光伏阵列容量配置,开发控制器样机.实验结果表明,系统运行稳定,在华北地区光伏阵列的最优容量配置约为系统标称额定功率的1/2,光伏发电效率高,全采暖季白天平均能提供约30%的压缩机用电量,具有良好的经济效益.
利用红外热图像来检测光伏阵列的热斑时,由于复杂环境的干扰(例如阳光反射),红外热图像会显示错误的热斑而导致虚警,传统的图像处理方法对此效果不佳.该文提出一种基于可见光和红外热图像融合的热斑检测方法,能消除错误的热斑虚警,提高检测热斑的准确率.实验结果表明:该方法对复杂环境干扰下的运行中光伏阵列较有意义,从而高效便捷地检测出热斑故障.
当电力系统发生短路故障时,为了防止并网容量逐年增加的分布式电源提供过大的短路电流,该文提出安装故障限流器(FCL)来限制短路电流突增的问题.FCL的安装主要考虑安装位置和参数配置,利用PSCAD/EMTDC搭建典型仿真模型,分别进行有/无新能源情况下,不同故障点的短路电流变化情况,对比得出新能源并网端变化最大,即FCL最佳安装位置;根据系统模型设定FCL参数目标函数,利用改进粒子群优化算法得到目标函数的最佳值,即FCL最佳参数.通过控制变量法,该文设计3种对比方案,验证了该方法的可行性和准确性.
为研究熔盐蒸汽发生器的传热特性,以Solar Salt二元硝酸盐为工质,对熔盐与过冷沸腾水在蒸汽发生器中的传热规律进行实验研究.实验结果表明:熔盐传热系数随着水侧与熔盐的质量流速的增大而增大,随着水侧压力的升高而减小;当水侧在过冷水状态时,熔盐传热系数随着熔盐入口温度的升高而增大;当水侧在过冷沸腾状态时,熔盐传热系数随着熔盐入口温度的升高而减小.以实验数据为基础,首次提出熔盐与过冷沸腾水的传热系数的实验关联式,其拟合误差为±5%.
该文提出结合电弧频域特征和多路信号频谱的相关系数的直流电弧检测算法.通过信号调理和奇异值分解对采集的电流信号降噪,采用线性规划优化参数的分段频谱二次加权的方法提取了电弧频域特征T和多路信号频谱的相关系数R,以T和R作为输入量设计了基于逻辑回归的直流电弧检测算法.对2700组历史数据进行电弧检测,误判率0.3%,漏判率0.29%.同时,研制电弧发生器与在线监测设备,在光伏电站进行串联型直流电弧模拟试验.结果表明,检测系统能准确识别电弧故障,迅速动作熄灭电弧,并向后台发送报警信息,响应时间约为60 ms.
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