智能电网潮流多解性对接口变换器的影响及研究

接口变换器不仅是连接智能电网与负载之间的必需环节，而且是实现可再生能源发电系统并网的关键部件，因此，开展电网时变潮流和可再生能源时变潮流对接口变换器的影响具有十分重要的意义。本项目在掌握可再生能源并网带来电网潮流变化规律以及接口变换器对电网的谐波冲击影响的基础上，以三相电压型PWM整流器和光伏并网逆变器为例，分别研究了单一型接口变换器和级联型接口变换器的非线性动力学行为，通过建立变换器的整体数学模型，得到不同类型接口变换器稳定运行工作条件；根据电力电子变换器的能控性理论，提出了适用于接口变换器的最少模态控制法、改进小波调制法和电能质量控制策略，进一步提高了接口变换器的输出性能；针对接口变换器输入电压范围宽、输出负载变化范围大的实际需求，利用本项目提出的一般性变换器拓扑设计方法，发明了高性能阻抗源逆变器、无桥高增益PFC变换器、单开关高增益变换器等一系列接口变换器。因此，本项目的研究成果对保证接口变换器的稳定运行、推动接口变换器的理论研究、促进智能电网的发展和可再生能源的应用具有重要的科学和实际意义。 本项目已发表SCI收录论文6篇、EI收录论文18篇、核心期刊论文2篇，授权发明专利13项，培养硕士5名，协助指导博士2名，出站博士后2名，超过了项目的预定成果目标。

智能电网的主要目标之一是实现大规模可再生能源发电系统和储能系统可靠地接入电网，电网潮流呈现出时变和多解的特点，对接口变换器的运行产生了极大的影响，据国外统计，接口变换器的故障率增加了3倍以上。为此，开展智能电网潮流多解性对接口变换器影响的研究成为目前一个十分有意义的课题。本项目拟研究电网时变潮流对接口变换器的影响，同时研究接口变换器非线性特性对电网潮流时变性造成的影响，从而提出满足电网时变潮流和可再生能源时变潮流双向动态约束要求的接口变换器控制策略和参数设计方法，保证接口变换器安全工作。项目的创新之处在于：一是与现有独立运行变换器的研究不同，通过时变、多解潮流将接口变换器与电网、可再生能源结合为一个整体进行研究和分析，真实地反映了接口变换器的运行状况；二是提出了一个双向动态约束变换器的概念，丰富了变换器的研究范围，所提出的控制策略和参数设计方法可以进一步提高接口变换器的运行稳定性。

作为一种新型隔震措施，周期性隔震基础已得到研究者越来越多的关注。在不考虑材料阻尼情况下，周期性隔震基础的隔震机理已较明晰。然而，由于理论分析上的困难，材料阻尼因素对周期性隔震基础滤波特性的影响一直未能考虑。本项目将系统研究计入阻尼因素后周期性结构频散关系分析方法以及阻尼因素对周期性隔震基础滤波特性的影响。研究内容主要包括：1）考虑阻尼因素，寻求周期性结构频散关系的求解方法，建立周期性结构滤波特性与耗能特性简化分析模型；2）研究有限周期性结构的能量流动特性，揭示滤波衰减作用和耗能衰减作用的影响机理；3）针对不同地震动、上部结构特性等因素，研究阻尼对周期性隔震基础滤波特性的影响，提出考虑阻尼后周期性隔震基础的简化设计方法。通过本项目研究，可望给出计及阻尼时周期性结构频散关系的有效求解方法，揭示材料阻尼对周期性隔震基础滤波特性的影响，进而丰富和完善周期性隔震基础的计算理论和设计方法。

本书主要以长江三峡工程、清江水布工程为背景，研究了风化岩体、缓倾角裂隙夹层、断层等地质缺陷对坝基及滑坡稳定的影响。

本书可供水利水电、土木、矿山、铁道等系统的广大科技人员及相关专业高等院校的师生、研究生参考。

周期结构对弹性波具有选择性透过作用，利用这种滤波动力特性学者们提出了一种新型隔震策略，即周期隔震基础。已有理论、数值及试验研究验证了周期基础隔震应用的有效性。基于已有研究，本项目重点研究考虑阻尼之后周期基础的复频散特性计算理论及考虑阻尼后周期基础的隔震性能。首先，项目提出三种复频散特性计算方法并研究了不同周期结构的复频散动力特性，揭示了周期结构频散差异性和一致性；其次，项目提出滤波减振机理与耗能减振机理的参数分析模型，数值模拟研究两种减振机理的相互影响；第三，项目提出复合周期基础模型，研究了复合周期基础在核电站结构隔震中的应用可行性。 2100433B