分布式微电网电压恢复协调控制策略

本文针对直流微电网中的功率平衡与电压稳定问题,提出了一种分布式电源协调控制策略。该策略通过在一致性算法中引入目标吸引函数,结合等微增率原则,能够快速地搜索分布式发电单元的最优功率输出点,实现母线电压迅速恢复,使得稳定后的直流微电网总运行成本最低。本文所提出的协调控制策略,适用于直流微电网中电源的分布式控制,由于没有中心控制器,增加了系统的鲁棒性与灵活性。最后通过Matlab/Simulink搭建直流微电网仿真模型,并对仿真结果进行分析,验证了该策略的有效性。     

基于多分段P/f特性曲线的独立微电网协调控制策略

针对独立微电网中分布式电源多元化的特点,在考虑分布式电源运行控制方法上,采用一种主从-集中与对等-分散的混合协调控制策略。将微电网中多个具备下垂特性的分布式电源进行对等控制,为分析对等控制中频率稳定的问题,基于平均频率法建立相应小信号模型进行分析并确定下垂系数。在主从-集中控制中,储能运行在V/f策略下维持系统稳定,光伏运行在PQ策略下输出指定功率。提出一种基于多分段P/f特性曲线的独立微电网功率分散管理策略,下垂联合单元与主从联合单元基于该特性曲线交替运行。最后基于PSCAD搭建相关仿真模型进行计算分析,结果验证了所提策略的正确性与有效性。     

交直流混合微电网系统设计与控制架构分析

微电网是实现大规模分布式电源接入配电网的重要技术途径和手段,其中交直流混合微电网综合了交流微电网和直流微电网各自的优势,已经成为微电网技术发展的重要方向。以国家863项目示范工程"交直流混联微电网上虞示范站"为背景,从拓扑结构设计、关键研发设备和分层控制架构等方面介绍其主要技术特征。重点阐述了该交直流混合微电网的协调控制策略,包括四种运行模式和八种模式切换流程,并结合实际运行结果进行验证。运行实践表明,示范工程能够显著提高负荷的供电可靠性,促进高比例分布式电源就地消纳,对未来交直流混合微电网技术的发展具有一定指导意义。     

多母线结构交直流混合微电网协调控制与模式切换策略

对于多母线结构的交直流混合微电网,实现多台变流器之间的协调控制以及不同运行模式的平滑切换是微电网运行控制的重点。文中首先以上虞交直流混合微电网示范工程为背景,详细介绍了该微电网系统的结构设计方案和各变流器设备的运行控制策略;其次,根据母线联络开关的通断状态,设计了4种交直流微电网典型运行模式,并重点阐述了包括计划性和非计划性切换在内的12种模式切换策略及实现逻辑。最后,结合现场实际运行结果对策略进行了验证。试验结果表明,文中所提的协调控制与模式切换策略能够实现系统均流、电压频率恢复和无缝切换等功能,有利于提高运行稳定性和供电可靠性,保证分布式电源的就地消纳。     

微电网孤岛运行模式下的协调控制策略

微电网是一种特殊形式的有源配电网,为大规模分布电源控制提供了一种有效方法.微电网能运行在并网和孤岛状态,并网时可以从主网吸收电能或向主网提供电能,当主网发生电能质量事件时,微电网能从主网脱离单独运行.微电源和存储设备必须协作才能维持微电网孤岛运行.列举并讨论微电网孤岛运行,总结不同作者提出的微电网协调控制策略,对这些不同的控制方法进行比较,提出应根据微电网不同运行模式和影响因素对分布式电源采用不同控制策略.     

基于实时数字仿真的微电网数模混合仿真实验平台

研究了基于RTDS的微电网运行和综合监控系统数模混合仿真实验平台,主要包括RTDS实时数字仿真系统、分布式电源控制系统和微电网运行与综合监控系统(EMS/SCADA)三部分。RTDS实时数字仿真系统对微电网中的网络结构、各分布式电源和负荷的主回路电气部分和相应控制系统进行实时数字仿真模拟,并通过相应模拟量和数字量的输入输出接口与外部分布式电源控制系统和微电网综合监控系统进行实时数据交互,实现软件和硬件结合的闭环仿真。最后基于该方法,搭建了针对风柴储独立微电网系统的数模混合仿真实验平台,可对微电网协调控制策略和能量管理策略等关键技术进行有效验证。     

分布式电源对配电网影响与协调控制策略研究

分布式电源具有灵活性高、运行损耗低、节能环保等优点。但是,大量分布式电源的接入改变了配电网的潮流方向、电压分布、短路电流大小等,从而深刻影响配电网电压调节、继电保护配置、电能质量及供电可靠性等。该文通过分布式电源对配电网结构和运行的影响分析,提出基于分层控制与能量管理的协调控制策略。通过仿真验证表明,基于分层控制与能量管理的协调控制策略能够实现微电网在并网、孤岛状态下的安全稳定运行与平稳转换。     

孤岛模式下基于多代理系统的微电网能量协调控制策略

微电网内发电功率和负荷需求的平衡是微电网稳定运行的一个重要条件,文中提出一种孤岛模式下非合作环境中基于多代理系统(MAS)的能量协调控制策略,在考虑各分布式电源的利益下,通过各代理的交互协调达到系统的整体目标。文中给出了MAS的框架性设计思路、典型分布式电源及负荷的代理模型、基于优先顺序的能量协调策略、主导代理的算法;通过算例讨论了各代理的行为特征,验证了文中方法具有实时性,可实现能量的灵活调度,保证微电网的稳定和经济运行。     

互联直流微电网多模式协调控制策略

由于各种可再生能源接入渗透率不断提高,互联直流微电网作为一种新型多微电网集群架构,受到了广泛关注。针对互联直流微电网对系统电压稳定以及自主功率分配的要求,考虑到储能虚拟容量和变流器容量限制,提出一种基于电压分区的互联直流微电网多模式协调控制策略。该策略首先在分析互联直流微电网结构的基础上,考虑分布式电源和负荷的波动,将系统调压模式分为并网调压和自治调压。其次在并网和离网状态下,通过实时监测直流电压信息,保障系统各单元在不同电压分区之间的平滑切换,并通过自适应下垂控制实现自主功率均衡分配,满足系统对各单元即插即用的要求。最后利用PSCAD/EMTDC验证了不同运行状态下系统协调控制策略的有效性。     

含分布式电源的多微电网并离网运行策略

针对目前含分布式电源多微电网并离网运行策略进行了研究。分析了多微电网的典型结构与运行模式,研究了不同运行模式下多微电网级和微电网级以及分布式电源级的运行目标与运行约束。描述了含分布式电源的多微电网的并网和离网过程,建立了并网和离网过程中多微电网的安全约束。依据多微电网并网和离网特性,提出了并离网运行策略。仿真测试了并离网策略对多微电网的并网和离网过程的影响。     

基于相关性分析的微网分布式电源能量管理建模与仿真

为确保微电网安全、稳定运行,提高能源利用率,研究了基于相关性分析的微网分布式电源能量管理协调控制方法。根据微网能量管理系统特点,以确保符合电能质量标准的微网功率平衡、电压频率稳定、实现级别高负荷优先供电为控制目标,以满足微电源和储能装置功率需求为约束条件,构建了微网分布式电源能量管理模型。在此基础上,通过负荷Agent控制策略,基于微网分布式电源、线损及负荷间的有功功率相关性分析,合理配置微电网能量,实现微网分布式电源能量管理。算例仿真结果表明：所提管理控制方法可以显著降低用户运行成本,确保光伏发电和风力发电维持最大输出功率,保证微网频率和电压的波动符合国家标准偏差,其中电压波动幅度小于5%,稳定性极佳。     

微电网孤岛运行的分层控制策略研究

微电网中的分布式电源自身的不稳定性将导致微电网的运行控制困难,为此提出了分层控制（Hierarchical control）方法。在微电网孤岛运行的控制系统中,分层控制包含2个层次,其控制是通过上层将控制信息发送到下层来实现的。对于低压系统中线路的下垂特性（Droop控制）,提出了基于电压外环、电流内环和功率环等的反馈控制器。通过理论分析,在微电网孤岛运行时,微电网的输出电压幅值和频率显示稳定。利用Matlab/Simulink仿真结果表明,该分层控制策略能稳定地控制微电网的电压和频率,具有很好的稳态性。     

基于熵权修正的风电机组可靠性模糊评价方法

风电机组的可靠性水平是反映机组性能的重要指标之一,通常采用可利用率来评价机组的可靠性,但这种方法有时不能准确反映机组的可靠性水平,同时,在机组的可靠性评价中存在一些模糊性质。针对上述问题,提出一种基于模糊集理论的多指标风电机组可靠性评价方法。该方法基于模糊综合评价的原理,以机组平均故障间隔时间、平均维修时间、停机次数、功率曲线符合率和可利用率作为评价指标,对机组的可靠性进行评价。在权重设置的过程中,为消除专家的主观影响,根据信息熵原理,通过计算指标数据熵权,与专家权重综合成复合权重,再利用加权平均型算子,计算得到机组可靠性评价结果。根据北方某风电场10台风电机组的2012年度运行数据,运用所提方法,对这些机组的可靠性进行了评价。对比分析表明,该方法能够更准确地评价机组可靠性水平。     

直流微网系统能量管理控制技术研究

构建了基于光伏发电、风力发电以及蓄电池储能的多电源直流微网系统。归纳总结出了系统的九种工作模式,提出了包括最大功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和直流微网系统的整体协调控制策略。根据分布式电源、电网、负载和蓄电池的工作情况,进行不同模式之间的转换,并完成相应的控制策略,实现了多电源供电的微网系统运营的可靠性。最后通过仿真证实了控制方案的可行性。     

基于NI-PXI的微电网分级控制数模混合仿真方法

针对多电压源型微源组网的独立型微电网,首先提出了基于微源下垂控制的系统分级控制策略:利用微源一级下垂控制,实现组网微源间功率自动分配;利用MGEMS二级控制修正下垂曲线空载频率和电压,提高系统供电质量;利用MGEMS三级控制确定下垂曲线基点功率及斜率,实现系统经济运行。其次设计了基于NIPXI的微源分层控制数模混合仿真平台,实现了基于NI VeriStand的实时建模仿真技术。最后提出了基于NIPXI的微电网分级控制数模混合仿真平台整体方案,并在国家能源大型风电并网系统研发(实验)中心完成系统搭建,开展微电网的分级控制数模混合仿真实验,结果验证了控制策略的有效性。     

考虑储能SOC的微网接口变流器VSG协同控制

储能系统是微电网的重要组成部分,而保证储能系统的荷电状态(SOC)良好则是储能系统乃至整个微网安全高效运行的技术关键。文中提出了一种基于虚拟同步机(VSG)控制的交直流混合微网接口变流器与储能SOC协同控制策略,用以提高混合微网的频率、功率稳定性和系统内各储能SOC的分配合理性。首先对交直流微网两侧分布式电源的下垂控制方式及子网特性进行了分析,之后基于此特性提出了应用于接口变流器的VSG控制策略提高了系统频率功率稳定性,并且在功率分配环节中加入储能系统SOC控制策略,使各子网间储能SOC状态达到平衡,优化储能系统状态。最后利用Matlab/Simulink搭建了交直流混合微网模型对文中提出的算法进行了有效性验证。     

含混合储能的独立微电网多时间尺度协调控制策略

提出了一种含混合储能的独立微电网多时间尺度协调控制策略。该控制策略采用“日前优化+日内滚动+实时控制”的方式,对各发电机组的启停和出力计划、负荷投切计划和储能系统的控制进行决策,并且不断修正。该策略可以有效地减轻预测误差带来的影响,从而提高含混合储能的独立微电网运行的稳定性与经济性。     

含储能装置的微电网并网/孤岛运行仿真研究

针对孤岛运行时风力发电、光伏电池等分布式电源输出不稳定问题,提出了一种基于f/P,V/Q下垂控制分布式电源和储能装置相结合的控制策略,建立了包含恒速风力发电机、光伏发电系统和储能蓄电池的风能与光伏混合微电网模型。通过对微电网在并网和孤岛两种模式中的运行特性进行仿真分析,验证了该控制方式的可行性。     

基于电力电子变压器的微网相间潮流控制研究

针对微网内高密度分布式电源DG(distributed generation)输出功率波动引起的微网三相潮流不平衡及运行不稳定问题,研究了基于电力电子变压器PET(power electronic transformer)的微网相间潮流控制方法。推导了基于三相独立控制的PET输出级变流器数学模型,提出了分相改进下垂控制策略,可以协调微网内相间的功率交换,从而保证了各相分布式电源的最大利用率。同时,增加电压和频率修正环节快速调整功率波动时的电压和频率偏差,提高了微网运行的稳定性。PSCAD/EMTDC仿真证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

Transient control for micro-grid with multiple distributed generations based on hybrid system theory

With the rapid increase in the rate of distributed generation (DG) penetration depth, the issues of improving micro-grid transient become more significant. This paper investigates a two-level hierarchical hybrid control consists of continuous local controller for each DG unit at the first level coordinated by discrete supervisory control strategies at the secondary level for transients performance enhancement of micro-grid with various DG units following pre-planned or accidental events. The discrete supervisory control strategies are established based on information fusion technique by using wide-area measurements (WAMs) in order to switch each DG subsystem into apposite operational mode following large disturbances. The continuous local controller for each DG unit is designed based on multiple Lyapunov stability theory integrating linear matrix inequality (LMI) techniques in order to regulate the set point of each DG subsystem to reach the best performance and acceptable operation indexes. The effectiveness of the proposed hybrid control is demonstrated through simulation examples.