0　引　言

以分布式电源、储能和可控负荷为代表的分布式能源系统发展势不可挡，分布式能源高密度接入后，未来配电系统将呈现多电源、多向潮流、交直流混合供电、各种电能形式高度可控、用电负荷和分布式能源即插即用等灵活配电特征。围绕如何有机地整合分布式电源和多元可控负荷，使其独立自治地参与电网的运行和管理，微电网和主动配电网等技术框架已对分布式能源接入做了大量研究和技术构想[1-2]。随着网络能源技术的更新，能源互联网及其综合技术的开发受到学者界的广泛关注[3]，并已开展诸多研究以实现能源互联网所面临的相关技术难题[4]，其中，基于固态变压器的能量路由器及其与分布式能源的组网形态和运行控制策略是能源互联网运行的基础，其研究价值和应用前景是学者们目前关注的重点[5-7]。

在欧洲，德国提出了E-Energy理念和能源互联网计划，并在2008年底开始投资实施该计划。随后，欧盟UNIFLEX-PM项目针对提出的固态变压器的概念开展了深入的探究[8]，瑞士ETH大学在固态变压器概念的基础上，进一步提出了能量路由器MEGALink概念[9]。日本倡导以“数字电网路由器”为核心的“数字电网”技术，对特定区域范围的电力进行统筹管理和调度，而“数字电网路由器”的本质为“数字化”的固态变压器[10]。国内学者围绕固态变压器(也称为电力电子变压器)开展了大量的研究[11-15]，文献[11]提出了一种自平衡电力电子变压器(即固态变压器)，文献[12]提出了电力电子变压器对交直流混合微网的控制策略，文献[13]研究了电力电子变压器在中高压配网中的应用，文献[14]提出了一种直流固态变压器。

美国FREEDM项目将固态变压器比作未来能源网中的路由器，是未来能源互联网的组网形态的基础[15]。能量路由器的电力电子接口可以提供优秀的兼容性和扩展能力，现阶段以能量路由器为核心的组网模式基本沿承或创新FREEDM的框架，将能量路由器作为分布式能源统一并网接口，形成能源局域网[16-17]。该组网模式更符合现阶段电网循序渐进发展的要求，可以能量路由器为单元将地域上相对集中的用户建立局域网，向上与电网调度实现能量流和信息流交互，向下兼容用户的分布式能源接入，满足不同输入输出的需求。然而，现有能量路由器的相关控制策略的研究，主要集中在固态模块自身稳定性方面，或仅考虑其基本的变流功能，未考虑其作为能源局域网与主电网接口对整个电力系统的影响，也未考虑能量路由器与能源局域网中分布式电源的协调运行方式[18]。

本文提出一种具备电机功率特性的能量路由器，并研究了其组网运行方式，考虑到其作为能源局域网中分布式电源与主网统一接口所需的“柔性”连接特征，提出通过模拟大电网的惯性和阻尼特征来实现“柔性”运行。将AC-DC交流输入接口采用虚拟同步电动机控制策略、DC-AC交流输出接口采用虚拟同步发电机控制策略、直流母线上的DC-DC直流接口采用无源控制策略，固态模块中虚拟电机控制策略的引入，能够提高以能量路由器为接口的能源局域网的惯性和阻尼，有效实现了模拟电机特性的功率分配机制，兼顾了并网友好性与运行稳定性。直流接口的无源控制策略的引入，不仅获得了优秀的控制性能，同时解决了恒功率负载问题，使得直流接口可级联使用进而满足用户对多种电压等级的需求。通过PSCAD/EMTDC软件仿真，证明了所提能量路由器电路及其虚拟电机控制策略的正确性和有效性。

1　能量路由器及其组网方式

本文沿承FREEDM框架，将地域上相对集中的分布式系统和电力负荷接入以能量路由器为核心的交流和直流母线组建能源局域网。如图1所示，通过能量路由器形成能源局域网直流母线和交流母线。直流母线上的分布式能源主要通过DC/DC变换器并网，交流母线上的分布式能源主要通过DC/AC、AC/DC/AC等变换器并网。分布式能源根据自身特性、接入成本和运行效率等因素，选择直流或交流接入。以能量路由器为核心，通过汇聚及分享分布式电源、储能和可控负荷间的能量及信息，形成能源局域网。

能源局域网中的分布式能源以就近消纳为主，同时多余的电能还可以通过互联形成共享，实现能源的双向按需传输和动态平衡使用，最大限度的适应分布式能源的接入，有利于将分布式能源聚合为实体参与电力系统整体的协调优化运行，这既与能源互联网中“虚拟电厂”契合，同时也构成了能源互联网的基本路径。未来的能源互联网配用电侧或将由这些可控的能源局域网组成。

  

图1　能量路由器构成的“能源局域网”架构Fig.1　Configuration of energy distribution network constituted by an energy hub

能量路由器将为各种交、直流的输入、输出提供灵活的统一通用接口，适应分布式能源的即插即用等“灵活”特征。能量路由器核心模块是电力电子固态模块，其拓扑结构如图2所示。通过AC/DC交流输入接口并入主电网，AC/DC交流接口和DC/DC直流接口共同支撑直流母线电压，并形成能源局域网直流线路。DC/DC直流接口一般接入储能单元，从而提供能量路由器虚拟惯量所需要的调节功率。考虑到交流负荷和交流储能，通过DC/AC交流输出接口形成能源局域网交流线路。

  

图2　能量路由器固态模块Fig.2　Configuration of an energy hub

2　能量路由器虚拟惯量控制

2.1　引入虚拟惯量的必要性

能量路由器中AC/DC、DC/AC、DC/DC固态模块采用传统的变流器控制策略虽然能实现分布式电源、储能和可控负荷的接入，但这种“刚性”控制缺乏传统电网中的惯量特征，接口没有“柔性”，既不能自主地参与电网调节，又不利于系统的稳定运行[19]。同步电网中的电源——同步发电机、电网中的负荷——同步电动机，都能自主地参与电网的运行和管理，并在电网电压/频率、有功/无功异常情况下做出相应的响应，以应对电网的运行动态。这主要得益于传统同步发电机或电动机与电网之间存在的同步机制，并依靠内部存在的转动惯量共同抵御外部扰动对同步系统的干扰。考虑未来能源互联网中能量路由器的高渗透率存在，为了实现能量路由器与电网的同步运行机制，并减小电力电子接口对电网惯量的削弱作用，众多的能量路由器仍需具备类似于同步电机的同步机制，在稳定运行时自然地依赖频率和电压的约束实现对能源局域网的主动管理，并且在暂态事件发生时可有效地支撑电网运行。

得益于固态模块控制技术的发展，其控制策略足以模拟传统同步电机的机电暂态过程。因此，可借助虚拟同步电机控制技术，建立能实现类似于传统电网同步机制的控制形态并与电网的运行机制融合，实现能量路由器的高可靠性和鲁棒性运行。如图2所示的固态模块中，将AC-DC交流输入接口采用虚拟同步电动机控制策略、DC-AC交流输出接口采用虚拟同步发电机控制策略。考虑到直流负载在未来的发展中将呈现上升的趋势，以及直流电压等级的多样性，DC-DC直流接口采用无源控制策略，用以解决直流变换器的恒功率负载问题，使得直流变换器可以级联使用进而满足多种电压等级的需求。

土壤养分测定采用国际农化服务中心推荐的土壤养分综合系统评价法(ASI法)，ASI联合浸提液[NaHCO3(0.25摩尔/升)-EDTA(0.01摩尔/升)-NH4F(0.01摩尔/升)],测定有效成分P、K、Cu、Fe、Mn、Zn含量，用磷酸钙溶液(0.8摩尔/升)浸提，测定B、S含量。用氯化钾溶液(1摩尔/升)浸提，测定有效钙、镁以及铵态氮含量[4]

2.2　AC-DC变换器虚拟同步电动机控制

在图2所提出的能量路由器电路中，将输入级AC/DC变换器采用虚拟同步电动机控制，采用图3所示控制策略后，能量路由器在外特性上表现为同步电动机，能够有效减小对电网的冲击，并在必要时对电网电压进行支撑，进而提高电网电压和频率稳定性。本文首先根据同步电动机机械方程、电磁方程建立了输入级有功和频率调节、无功和电压调节的控制策略，从而获得虚拟同步电动机虚拟电势的相位以及幅值。然后根据同步电动机电气方程建立了电网侧接口的电流控制策略，通过并网电流跟踪控制，获得DC/AC变换器调制驱动信号。

第四，加强高校教师学术道德建设重在实施，必须制定中长期学术道德教育规划。韩国高校教师学术道德教育实施体系的经验表明，韩国十分重视规划与实施，政府、高校、民间与教师都积极参与教育规划与实施，每年定期不定期为高校教师提供各种学术道德教育课程，不断强化高校教师学术道德教育。因此，我国政府与高校等作为高校教师学术道德教育的主管单位，要制定全面中长期学术道德教育计划，建立终身学术道德培训方案，定期不定期反复对高校教师进行学术道德培训。当然，还要吸取韩国的教训，不能只注重教育，不注重效果，不能流于形式，要将学术道德教育做到实处。

式中：E0为虚拟同步机的机端空载电势，表示其空载脱网运行时的机端额定电压；ΔEU表示机端电压调节电势，如果电网电压波动时，可根据机端线电压峰值，计算指令值Uref和真实值U的偏差，通过虚拟励磁kv的调控输出相应的无功量ΔQ，从而为交流电网提供必要的电压支撑。

 

(1)

考虑到直流电压等级的多样性，需使得能量路由器的直流接口具有级联功能。直流变换器级联运行将出现恒功率负载的不稳定运行问题。为解决这一问题，使得所设计的能量路由器对市场具有更好的适应能力，对DC-DC变换器采用无源控制。

虚拟机械转矩Tm可以表示为

Tm=Pref/ω

(2)

综上，得到虚拟同步电机虚拟电势

1)将样本数据集M={m1,m2,…,ml}中的样本点存入邻距离矩阵Ndm=Nn×Nn中，其中Nn为数据集合M的数据总数，矩阵的每一行表示数据集M中的数据m1与其他数据间的距离.之后对粒度变量Gv初始化．

  

图3　AC-DC变换器虚拟同步电动机控制Fig.3　Control scheme of virtual synchronous machine for AC/DC converter

 

(3)

式中：Edcref和Edc分别为直流母线电压的指令值和实际值；f为虚拟同步电机机端电压的频率；f0为电网额定频率；kf为频率响应系数，为一定值。

通过电机的电势eabc和输出电流iabc电机能够得到输出的电磁转矩Te为

Te=Pe/ω=(eaia+ebib+ecic)/ω

(4)

根据虚拟同步电机励磁调控原理，可得输入级交流接口虚拟电势E表达式为

纵观整个儒家诚信观可以说是以“忠”为起始，以“诚”为主体，以“信”为所用整合而形成的比较完整的一个道德体系。儒家学说中一个重要的伦理道德范畴就是诚信,儒家诚信观千百年来反复强调的就是:诚信是安身立命的根本,诚信是成就事业的基础,诚信是维系社会稳定的治国之要,诚信是朋友之间相处的重要方法。然而，我们研究与讨论诚信问题，无论是从儒家诚信观的角度去解读，还是深度剖析当代青年，尤其是大学生青年群体的诚信问题，都不难发现，在诚信领域，存在的问题比较严重。

E=E0+ΔEU

(5)

同步电机的转子机械特性方程为

ΔEU=kv(Uref-U)

(6)

式中：Pref为虚拟同步电机的有功指令。由直流电压偏差调节功率ΔP和频率响应调节功率ΔPf两部分组成。

 

(7)

进一步，同步电机的电磁方程为

 

(8)

式中：uabc为虚拟同步发电机的机端电压。

由此，输入级AC/DC变换器可以通过虚拟同步电机电磁方程建立电流控制环节，即电网侧接口功率可通过iabc控制。虚拟同步电机的电流指令可利用式(8)计算得出，同时通过比例谐振(Proportional Resonant, PR)控制器实现其对电流iabc的精确控制。

2.3　DC-DC变换器的无源控制

式中：H为同步电机的惯性时间常数；ω和ω0分别为同步电机与电网同步角速度；Tm和Te分别为同步电机的机械和电磁转矩；D为阻尼系数。

以Boost变换器为例，关于Boost变换器的EL模型建立，文献[20]中已有详述，便不再赘述。设期望的状态矢量为其中由负载需求确定，当Boost变换器工作于稳态时，由功率平衡有

 

(9)

设状态矢量误差xe=x-x*，由Boost变换器的EL模型[20]可得

经营活动现金流可以满足企业经营的基本需要，企业的稳定、健康发展离不开该现金流的支持。因此，企业应当适当增加经营活动现金流的总数，以此为企业的发展提供稳定支持。

 

JBox*-RBox*

(10)

取误差能量函数为

 

(11)

只要无源控制器能够使得He(x)收敛到零，则xe→0，就可以达到控制目的。

 

(12)

向式(10)左右两端同时加Raxe，有

 

JBox*-RBox*+Raxe

(13)

整理有

 

RBox*+Raxe-Rdxe

(14)

式中：Ra=diag{Ra1,1/Ra2}(Rai>0,i=1,2)；Rd=RBo+Ra。若x*为常数，则则式(14)整理为

 

RBox*+Raxe-Rdxe

(15)

将式(15)代入式(11)，有

 

由图6和图7的动态过程可以看出能源局域网直流母线总的功率需求，如表3所示。其中正数表示输入到能源局域网直流母线的功率，包括光伏和风机输出功率；负数表示母线上分布式单元消耗的功率包括直流负荷和能量路由器交流接口输出的功率。

(16)

将式(16)整理后可得

 

(17)

取无源控制器为

u=JBox*+RBox*-Raxe

(18)

则式(17)变为

黄刺玫果功能性饮料的最佳配方为:黄刺玫果与纯净水比例为1:8,白砂糖添加量8%,柠檬酸添加量0.2%。经调配后的黄刺玫果饮料色泽艳丽,呈现宝石红色;黄刺玫果香浓郁,香气诱人,口感酸甜可口,且富含多种对人体有益的营养成分,具有一定的保健功能。20℃室温下避光保存,可保质12月,品质优良。黄刺玫果功能性饮料的研发,为黄刺玫果的深加工提供了一个产品,对山西野生黄刺玫资源的综合开发利用一定的现实意义。

面对当前的市场经济发展背景，加强财政监督机制的落实与完善，对财政税收制度作用的发挥有着积极促进作用。实际而言，当前监督机制受财政税收制度影响，仍有较大的完善空间，因此加强财政监督机制现状分析尤为关键，以促使我国财政支出、分配活动等相符于财政法律，提高财政收支资金使用率。

 

(19)

Rd包括Boost变换器固有阻尼RBo与虚拟阻尼Ra。当Ra≫RBo时，He(x)→0的速度主要取决于Ra，RBo的影响很小。当He(x)→0时，即x→x*，所以无源控制器(18)可实现控制目的。

由无源控制器(19)可得占空比

 

(20)

由无源控制器对应的占空比(20)可得基于PBC的Boost变换器控制框图如图4所示。

孟宝民表示，旅游是不断满足人们美好生活需求的幸福产业，是全面建成小康社会的应有之义。2019年，全省文化和旅游系统将按照文化和旅游部安排部署，认真落实省委、省政府的决策要求，紧盯国际一流文化旅游中心建设目标，持续抓好全域旅游示范省创建工作，不断推动全省旅游高质量发展，为落实“五新”战略任务，推动“三个经济”发展助力添彩！

  

图4　控制框图Fig.4　Control diagram

图4中，为电感器电流给定值，为电容器两端电压给定值。无源控制器以以及为输入信号，经过简单的代数运算后输出占空比d，占空比d与三角波比较产生PWM信号，PWM信号经驱动电路驱动开关管，实现控制的目的。

2.4　DC-AC变换器虚拟同步发电机控制

输出级DC/AC控制策略如图5所示，采用虚拟同步发电机控制，与输入级AC/DC虚拟同步电动机控制类似，其目的是将其在外特性上等效为同步发电机，增强用电侧交流线路的电压和频率稳定性。

由于无需DC/AC变换器维持直流侧电压的稳定，故有功调节环节中可以去除直流电压调节指令。只需根据能量路由器的额定功率和负荷情况，输出相应的功率，通过额定功率指令，模拟同步发电机额定输出功率。利用虚拟同步发电机的外特性，可以自动响应用电侧线路的电压/频率调节，提供一定的电压/频率支撑，从而维持用电侧电能的稳定。

  

图5　DC/AC变换器虚拟同步发电机控制Fig.5　Control scheme of virtual synchronous machine for DC/AC converter

3　仿真结果与分析

(1)应用一种具备虚拟惯量的能量路由器的概念，分别构建了虚拟同步发电机和虚拟同步电动机模型，可以模拟交流发电机和电动机，该模型能响应能源局域网中风光等分布式电源和用电负荷的功率波动，协调能源局域网与主网之间的能量流动。

在分析中美贸易战的原因时，本文从中美两方分别进行了研究。美国方面主要是贸易保护主义抬头和处于维护自身霸权地位的需要；而中国方面则主要在于对美国贸易依存度过高。

能量路由器输入级与交流输出级均采用组式逆变器拓扑，直流接口采用双向Buck-Boost变流器拓扑，详细参数如表1所示。

能源子网直流线路中包括风光储等分布式能源和负荷，交流线路中仅有储能和负荷，系统运行工况如表2所示。

 

表1　能量路由器运行参数

 

Tab.1　Operating parameters of an energy hub

  

单元运行参数交流输入接口组式拓扑,滤波电抗5 mH,直流电容2 000 μF、400 V,开关频率10 kHz。控制参数H=0.5、D=20。直流接口双向Buck-Boost拓扑,接入理想蓄电池,开关频率10 kHz。虚拟直流电机控制,H=2、D=5、CTΦ=5.1。交流输出接口组式拓扑,滤波电感2 mH,滤波电容50μF,相电压220 V,虚拟同步电机控制H=0.25、D=40。

 

表2　系统运行工况

 

Tab.2　System operating condition

  

单元运行参数变化参数主网频率50 Hz6 s时波动至49 Hz,7 s时恢复光伏开路电压和短路电流分别为342 V和16 A。参考温度为25 ℃,参考光照强度为1 000 W/m2,仿真中光伏电池板的温度T=50 ℃。Boost电路开关频率为10 kHz,采用扰动观测法实现最大功率控制。2 s时光照从800 W/m2上升到1 200 W/m2。风机永磁同步风力发电机,输出经不控整流和Boost电路接入400 V直流母线,Boost电路的开关频率为10 kHz。3 s时风速从6 m/s减弱至5 m/s。直流负荷阻性负荷4 s时从32 kW增加至64 kW。交流负荷阻性负荷5 s时从53 kW增加至89 kW。交流储能接入理想蓄电池,组式拓扑,输出滤波电感2 mH、滤波电容50 μF,相电压220 V,虚拟同步电机控制,H=0.25、D=40。响应能源局域网交流线路功率波动

图6给出了能源局域网直流线路中风、光和负荷等的功率波形，可以看出，2 s时由于光照变化光伏输出功率从42 kW增加到62 kW；3 s时由于风速变化风机输出功率从46 kW降至26 kW；4 s时直流负荷功率增加，从32 kW增加至64 kW。

  

图6　直流线路中分布式单元功率波动　Fig.6　Power fluctuation of distributed unit in DC line

图7给出了能源局域网交流线路的动态仿真过程，可以看出，在5 s交流负荷由53 kW增加至89 kW过程中，线路电压仅有一个很小的抖动。由于能量路由器输出级与交流储能单元都采用虚拟同步电机控制，且他们拥有相同的机械转矩Tm、阻尼系数D和惯性系数H，故他们具有相同的调节能力，功率始终保持1∶1的分配关系。而得益于虚拟同步电机的二次调频效果，频率在小幅扰动后，迅速恢复至50 Hz。

  

图7　交流线路动态过程Fig.7　Dynamic process of AC line

RBox*+Raxe-Rdxe]

 

表3　能源局域网直流母线功率需求

 

Tab.3　DC bus power demand for energy distribution network(kw)

  

单元/时刻0～2 s2～3 s3～4 s4～5 s5～8 s光伏42 62 62 62 62 风机46 46 26 26 26 直流负荷-32 -32 -32 -64 -64 能量路由器交流接口-53 -53 -53 -53 -89 功率需求-3 -23 -3 27 63

直流母线的功率需求由能量路由器AC/DC输入接口和DC/DC直流接口所接入的储能单元共同承担，由于AC/DC输入接口采用了虚拟电机控制，他们的功率特性与他们的阻尼系数D和惯性系数H相关，图8给出了动态过程。从图8不难看出，除建立母线电压以外的整个动态过程中，能量路由器交流输入级功率为始终大于直流储能单元功率。4 s前由于风光的输出功率大于负荷需求，直流储能单元吸收功率，能量路由器交流输入级向电网反馈功率。4 s后由于风光输出功率不能满足负荷需求，两者同时向直流母线提供功率。

  

图8 交直流端口协调运行　　Fig.8　Coordinated operation of AC and DC line

值得指出的是，6 s时两者功率呈反方向波动，因为此时主电网频率出现了下降，如2.2虚拟同步发电机控制策略所述，能量路由器交流输入级需向电网提供与之调节能力匹配的功率支持，而该功率缺口由直流储能单元提供，所以出现了两者功率反方向波动的情况。结合图9给出的直流母线电压可以看出，系统启动后，在接近1 s时直流母线电压稳定于给定值。

  

图9　能量路由器直流母线电压Fig.9　DC bus voltage of energy hub

由图9可知，系统启动后的能量路由器直流母线电压的动态响应，仅在母线充电至额定电压过程中出现一定的超调情况，实际值高于额定值。系统对于其他诸如负荷投切、风光新能源出力波动、主网频率波动等扰动都具有很好的抑制能力，能维持直流母线电压的稳定。

4　结　论

能量路由器是作为统一接口组织分布式能源构成能源局域网并入主电网的解决方案之一，但由于电力电子装备无法提供传统同步电网中的惯性和阻尼，降低了其并网友好性和可靠性。本文提出一种具备虚拟惯量的能量路由器，并研究了其组网运行，并将其AC-DC交流接口采用虚拟同步电动机控制策略、DC-DC直流接口采用无源控制策略，DC-AC交流接口采用虚拟同步发电机控制策略，仿真分析了所提方案的有效性，结论如下：

近年来，伴随中国国民消费的升级和人民生活的改善，出境旅游作为国民生活的重要组成部分，扮演着越来越重要的角色。2018年《政府工作报告》指出，五年来中国出境旅游人次由8300万增加到1亿3000

为了验证所提具备虚拟惯量的能量路由器及其组网方案的正确性和有效性，在PSCAD/EMTDC平台下搭建了如图1所示微网模型和如图2所示的能量路由器模型。

(2)提出的虚拟电机控制策略能使各接口间根据虚拟的电机参数实现比例的功率调节，并且符合电机间的同步机制，按各自容量和阻尼惯性参数实现对能源局域网功率的支撑或吸收，是一种有效的能量路由策略。

(3)所提出的虚拟同步机结合无源控制策略能增强能量路由器直流母线电压的惯性和稳定能力，并且能有效地实现DC/DC直流接口与AC/DC交流输入接口间的能量分配控制。

水利工程的造价具有多样性、独特性以及多次性的特点，在实际设计时应该充分了解水利工程的施工特点以及相关的定额的多样性。只有在水利工程的设计阶段控制好工程的造价，才可能从根本上控制这部分资金的利用效益。

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材料一为Abele & Bruckmüller(2011)所用的60个词，其中社群性词语和能动性词语各30个。材料适用性通过38名在校大学生进行检验：能动性词语和社群性词语在内容上具有很好的区分性，社群性词语的社群性含义(M=4.50，SD=0.75)显著高于能动性词语的社群性含义(M=3.17，SD=0.88)，能动性词语的能动性含义(M=3.83，SD=0.61)显著高于社群性词语的能动性含义(M=2.43，SD=0.92)；ts(37)>9.54，ps<0.001。

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