大规模可再生能源的柔性直流并网系统及其稳定控制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51877042
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    赵剑锋
  • 依托单位：
    南京林业大学
  • 学科分类：
    E0706.电力电子学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Flexible DC systems have independent active and reactive power regulation capabilities and are able to suppress the AC voltage oscillation issues caused by the integration of large scale renewable energies. With the knowledge of understanding the topology and equivalent model of the flexible DC systems, this project aims to propose a novel hybrid AC/DC grid structure adapting to the connection of large scale of renewable energies, with which a virtual DC machine model is established and the grid-connected system performance is studied accordingly. Moreover, a hierarchical control structure for the flexible DC system considering both decentralized and centralized control is investigated, as a result the intelligent interaction and safe and economical operation is ensured.For solving stability issues a uniform time/frequency domain modelling method is proposed and the external output impedance characteristic curve is studied. With the basis of locate the resonance source quickly and accurately using this technology, a global sub/super synchronous oscillation suppression principle and methodology is proposed and the diffusion of this oscillation is interdicted.
柔性直流系统具有独立的有功、无功控制能力，能够有效抑制大规模可再生能源接入带来的交流电压波动问题。本课题拟以柔性直流系统拓扑构架和等值模型为前提，提出一种适应大规模新能源接入的交直流混合型组网构架，并基于此构架建立虚拟直流电机模型，研究不同参数下的系统并网特性。研究结合了集中式和分布式控制的柔性直流系统分层控制体系，实现大规模可再生能源与柔性直流系统的智能互动和安全经济运行。针对大规模可再生能源与柔直系统可能产生的稳定性问题，提出时频域统一模型方法，研究系统的外部端口阻抗特征曲线，并基于此快速、准确定位谐振源，提出系统源-网协调的次/超同步振荡全局抑制机理及方法，有效阻断其在电网的远距离扩散。

结项摘要

柔性直流并网技术可以实现大规模可再生能源的稳定并网，本课题以柔性直流并网技术作为目标对象，研究适用于大规模可再生能源并网的直流组网架构、建模方法、协调控制方法、稳定性分析方法。本项目进行了大规模可再生能源的柔性直流并网系统及其稳定性控制研究，并重点研究了如下几个方面内容：（1）对比研究星型、放射型、两端型、环网型等电网结构的优缺点，提出了柔直环网接入与输电两端接入的直流并网拓扑结构，该拓扑结构兼具了环网结构的高可用性和两端型结构的高性价比；（2）在深入大规模可再生能源并网研究过程后，提出一种基于区域折叠的系统等值模型与仿真方法。该方法可以建立大规模可再生能源并网电磁暂态模型，并充分利用多核心、超算结构计算优势提高仿真速度；（3）为了实现大规模可再生能源并网协调控制与可再生能源并网功率波动抑制，模拟直流电机外特性，提出一种“虚拟直流电机控制”方法并实现储能单元配置，并在此基础上提出参数自适应的虚拟电机控制方法；（4）提出了一种用于解决运行方式平滑切换的分层协调控制策略，通过P-U-I控制器，维持柔直系统输入/输出功率的平衡，维持直流母线电压稳定，维持柔直系统的可靠运行；（5）针对大规模可再生能源典型并网结构中的外部端口阻抗特性与并网谐振特性进行分析。以光伏电站大规模并网为典型案例，结合所提出的区域折叠仿真方法对所建立的端口阻抗特性结果进行电磁暂态验证；（6）基于“虚拟电阻”技术，增加变换器系统阻尼，提出大规模可再生能源并网阻抗重塑方法，实现振荡传播的隔离；（7）为了验证本研究中所提出的功率协调方法和各类控制方法，设计了通用型高性能控制板和功率模块单元，可以模拟多种变换器控制系统，完成大规模可再生能源接入柔直系统动模平台联调。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（10）
数字控制延时对电流环解耦有效性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    电工技术学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张森;赵剑锋;刘康礼;赵志宏;李保润
  • 通讯作者：
    李保润
Enhanced reduced-order generalised integrator with delay compensation for harmonic suppression in distribution system
用于配电系统谐波抑制的具有延迟补偿的增强型降阶广义积分器
  • DOI：
    10.1049/iet-pel.2020.0002
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IET POWER ELECTRONICS
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Sen Zhang;Jianfeng Zhao;Kangli Liu;Baorun Li;Pengyu Wang
  • 通讯作者：
    Pengyu Wang
Design and Implementation of Novel Multi-Converter-Based Unified Power Quality Conditioner for Low-Voltage High-Current Distribution System
新型低压大电流配电系统多变流器统一电能​​质量调节器的设计与实现
  • DOI：
    10.3390/en11113150
  • 发表时间：
    2018-11
  • 期刊：
    ENERGIES
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Bin Yang;Kangli Liu;Sen Zhang;Jianfeng Zhao
  • 通讯作者：
    Jianfeng Zhao
Hierarchical voltage balancing method for MMC based on DCSM
基于DCSM的MMC分层电压平衡方法
  • DOI：
    10.1049/pel2.12328
  • 发表时间：
    2022-06
  • 期刊：
    IET Power Electronics
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Dongye Li;Zhendong Ji;Jianfeng Zhao;Yichao Sun;Shuzheng Wang;Xijun Ni
  • 通讯作者：
    Xijun Ni
Parameter-Adaptation-Based Virtual DC Motor Control Method for Energy Storage Converter
基于参数自适应的储能变流器虚拟直流电机控制方法
  • DOI：
    10.1109/access.2021.3091699
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    IEEE ACCESS
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Pengyu Wang;Jianfeng Zhao;Kangli Liu
  • 通讯作者：
    Kangli Liu

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其他文献

三角形级联固态变压器的多直流电压平衡控制
  • DOI：
    10.16081/j.issn.1006-6047.2018.09.009
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    电力自动化设备
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    季振东;孙毅超;金成;王建华;赵剑锋
  • 通讯作者：
    赵剑锋
一种高效率H6结构不隔离单相光伏并网逆变器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    嵇保健;王建华;赵剑锋
  • 通讯作者：
    赵剑锋
单相级联型固态变压器直流电压平衡控制研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    电气工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    季振东;李东野;孙毅超;赵剑锋;黄允凯
  • 通讯作者：
    黄允凯
Responsibility Identification for Harmonic Oscillation Issues in the Parallel Grid-Connected Inverters System
并网逆变器系统谐波振荡问题的责任认定
  • DOI：
    10.1109/access.2019.2956064
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Access
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    曹武;汪舜羽;刘康礼;康昊天;赵剑锋
  • 通讯作者：
    赵剑锋
Unified Digital Phase-Locked Loop With Multiple Complex Resonators for Both Single- and Three-Phase Grid Synchronization
具有多个复杂谐振器的统一数字锁相环，用于单相和三相电网同步
  • DOI：
    10.1109/access.2017.2767087
  • 发表时间：
    2017-10
  • 期刊：
    IEEE Access
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    刘康礼;曹武;赵剑锋;尤鋆
  • 通讯作者：
    尤鋆

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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