电工电能新技术杂志

电工电能新技术杂志2019年第12期

• 孤岛微电网自适应虚拟阻抗控制策略

  叶佳卓1， 杨力1， 伍诗雨1， 周朝霞1， 陈希华2

  受到馈线阻抗不匹配等因素的影响，孤岛微电网在传统的下垂控制下难以按照下垂系数合理分配负载无功功率。为了提高孤岛微电网无功功率分配精度，本文提出一种自适应虚拟阻抗控制策略。该策略根据由通信获取的无功功率参考值自适应调整虚拟阻抗的大小，以补偿馈线间电压降的不匹配，从而实现精确的无功功率均分。该策略不需要测量馈线阻抗参数且对通信的可靠性要求不高。当自适应虚拟阻抗在当前负载条件下已经调节完成时，即使通信中断也能实现精确的无功功率均分。若通信中断时负载发生变化，无功分配精度会降低，但仍优于传统的下垂控制策略。在Matlab/Simulink中建立了20 kV·A微电网模型，通过仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。

• 基于有限时间收敛的直流微电网协调控制

  孙勇1， 刘志君1， 李振元1， 李宝聚1， 胡亚龙2， 韦巍2

  本文设计了一种应用在直流微电网中的二次控制策略。通过对有限时间收敛的多代理控制协议的应用，各个分布式发电单元只接收相邻节点的信息，实现了各个分布式发电单元输出电流的精确均分和输出电压的平均值恢复。电流的均分通过对虚拟阻抗的调节实现，电压的恢复通过对参考电压的调节实现，此外设计了一种对系统虚拟阻抗的协同调节策略来改善系统的动态性能。最后通过在Matlab/Simulink上搭建直流微电网仿真模型，并在RT-LAB上搭建了硬件在环实验，验证了控制策略在低通信速率下的有效性。

• 基于NSGA-Ⅱ的ICS算法微网多目标优化调度

  张军1,2， 王红敏1,2， 刘廷章3

  针对各分布式电源并入配电网后在环保、经济等方面带来的问题，以综合运行成本和环境成本为优化目标建立了含风光互补发电的微网优化调度模型。针对模型的求解，提出一种融合了快速非支配排序遗传算法和自适应布谷鸟算法的基于NSGA-II的ICS算法，通过测试函数验证了算法的可行性。通过与不含风电和光电的优化调度方式的对比，表明了在微网的调度过程中考虑风光等可再生能源的正面影响，有利于降低系统运行的总成本。仿真结果验证了模型的有效性和算法的先进性。

• 基于改进型自抗扰控制器的NPC三电平逆变器中点平衡策略

  姜康宁1， 易灵芝1， 胡炎申1,2

  针对中点钳位型三电平逆变器所固有的中点电位波动问题，建立直流侧中点电位的波动模型，提出一种基于分数阶自抗扰控制器（FOC-ADRC）的中点电压平衡策略。避免了传统ADRC的非线性误差反馈率（NLSEF）需要凭经验试凑三个没有明确物理意义的参数难题，便于应用到三电平逆变器的中点电位进行电压实时补偿。原理样机实验表明该方法具有较强的中点电压平衡性能，可以快速估测并抑制中点电压波动，同时减小输出电压电流的谐波。

• 基于TMS320F28335的逆变器重复控制系统设计

  生龙1， 何顺华2

  针对工业中重复控制在逆变器系统应用困难的问题，本文详细研究了逆变器重复控制器的参数设计和重复控制器的软件实现。根据逆变器稳定性和稳态误差的要求，设计了补偿环节的陷波器、低通滤波器和超前补偿，设计了基于TMS320F28335的逆变器控制系统硬件平台，并详细地阐述了重复控制器各个环节的软件实现。所搭建的逆变器实物平台验证了本系统设计方案的有效性。

• 一种软开关电流馈推挽变换器

  袁义生1,2， 饶晟锐1， 文午2， 张伟先2

  提出一种软开关的三管电流馈推挽变换器，由传统的电流馈推挽变换器串接一个开关管改进而成。外加开关管的开关频率是其余开关管的两倍。使用本文提出的控制方式，该拓扑中的各个开关管可以实现软开关。本文详细分析了电路的各个工作阶段，讨论了电压增益与电路关键参数的设计准则以及各个开关管软开关的条件。最后制作了一台额定功率为500W，输出电压180V，输入电压90～110V的样机。实验结果验证了该变换器工作原理的有效性。

• CuW和CuMo触头在DC 200~500V时不同气氛中表面劣化研究

  廖园1， 焦琳1， 刘文轩1， 冯如信2， 柏小平3， 李震彪1

  触头的劣化程度与触头材料、环境气氛种类、触头的闭合速度及关合压力等许多因素有关。本文利用触点模拟装置，在直流电压200~500V，阻性负载电流40~150A，环境气氛为Air、N2、CO2、O2、Ar、0?5CO2+0?5Ar条件下对CuW70与CuMo85触头开展实验研究，用扫描电镜和x射线能谱仪观察了上述实验后的部分CuW70、CuMo85触头表面，分析了各气氛中触头的电弧侵蚀形貌特征及其形成原因，不同气氛中表面劣化规律的研究对于新型触头材料的开发与电器可靠性的提高具有重要意义。结果表明CO2条件下触头表面变形面积最小，N2、Ar中触头表面较平整，不同气氛中阳极触头表面产生裂纹的数量从多到少排序为：CO2>Air>O2>Ar>N2>0?5CO2+0?5Ar，N2、Ar中阴极触头表面出现大面积Cu富集现象。

• 不同拓扑结构有载分接开关燃弧过程实验分析与研究

  宋冬冬1,2， 丁来伟1， 董彪1， 范京明3， 杜海江1

  有载分接开关（OLTC）工作过程中产生的电弧会烧蚀机械触头，使变压器油劣化，降低了设备的寿命及性能。实现OLTC的无弧切换，成为该行业关注的问题。本文主要针对不同类型的切换开关产生的电弧波形进行了典型实验分析和研究，基于dSPACE半实物仿真系统为研究平台，以普通触头机械式、真空开关机械式和机电混合式3种切换开关为研究对象，设置若干典型工况，研究和对比了不同拓扑燃弧过程，分析了电弧的形成及其影响因素，定量计算了燃弧功率。实验结果表明，机电混合式OLTC，在切换过程中能够有效降低电弧能量，抑制电弧的产生，减小对设备的损害，优越于另外两种拓扑结构。本工作的开展为下一步设计OLTC无弧样机提供了思路。

• 基于并联谐振的双磁路在线取电方法研究

  王旭红1， 胡劼睿1， 刘星2， 樊韪铖1

  在线取电装置对高压输电线路监测设备稳定供能有重要作用。针对目前应用较为广泛的电流互感器在线取电装置存在磁路易饱和、取电功率较小等问题，提出双磁路拓扑结构与谐振功率控制相结合的在线取电方法。在双磁路结构中，通过其中一磁路并联电容，使磁路励磁电感与电容发生谐振或脱离谐振，控制该磁路阻抗值从而控制流入另一取电磁路的电流和取电功率。利用Maxwell软件对取电磁心进行有限元分析，由Simplorer软件搭建取电装置模型，与Maxwell进行联合仿真，通过对磁场与电路耦合分析，验证了该取电方法的正确性。初步搭建的取电装置实验表明，取电功率满足高压输电线路监测设备需求，为取电装置的进一步试制奠定了基础。