针对传统PWM调制方法应用于超导磁场储能(superconducting magnetic energy storage,SMES)系统中造成的涡流损耗问题,本文提出一种基于预测控制的微电网SMES系统涡流损耗抑制方法。首先,建立了SMES系统离散域预测模型,并以VSC网测电流和母线电容电压为状态变量,推导出了SMES系统的价值函数评估方法。进而,对比了PWM调制和预测控制时直流电流谐波分布规律,并对此时超导线圈中存在的涡流损耗加以评估。最后,基于50 k W样机对SMES系统预测控制方法的可行性进行验证分析,得出高幅值谐波分量将产生高涡流损耗的一般性关系,验证了预测控制方法较PWM调制在抑制涡流损耗特性方面的优越性。
针对单逆变器多电机(SIMM)驱动系统动态转矩失衡问题,提出了一种基于有源阻尼注入的SIMM系统动态转矩响应方法。引入权值系数Km建立双永磁同步电机(PMSM)的等效加权数学模型,并基于该模型完成双机驱动系统最大转矩每安培曲线设计。但是,考虑到双机动态状态的不一致性,引入辅助的有源阻尼机制以提高系统动态稳定性。最后,基于双25 k W PMSM调速系统试验平台进行验证与分析,包括:SIMM系统动、稳态特性及运行效率等多项测试。结果表明,所提有源阻尼机制对提升SIMM系统功率动态平衡具有理论意义和现实价值。
针对主动配电网中分布式电源、负荷和设备之间信息协调的快速性要求,提出一种广义快速S变换(generalized fast S-transform,GFST)方法用于主动配电网电能质量扰动参数检测。首先,利用阈值滤波和动态测度法处理扰动信号的傅里叶变换功率谱,找到扰动主要频率点,仅对主要频率点进行GFST,减少冗余计算,加快信号处理速度;其次,引入峭度指标用于确定GFST最优窗宽调整因子;最后,结合扰动信号物理意义,从GFST结果中提取扰动特征用于电能质量扰动的参数检测。仿真对比实验证明,新方法在检测误差和运算时间方面均优于广义S变换方法,能够满足准确性和快速性的要求。
