脉冲负载下有限容量系统运行特性的仿真研究

脉冲负载是一种功率波动明显、频率切换频繁的负载，而有限容量系统的系统惯性很小，非常容易受到负荷波动的影响，含有脉冲负载的有限容量系统动态过程复杂。为了研究脉冲负载对有限容量系统运行特性的影响，根据脉冲负载的特性建立了基于MATLAB/Simulink仿真模型，定义了脉冲负载下有限容量系统电气特性的计算公式，分析了脉冲负载在不同工作模式时对有限容量系统运行特性的影响规律。结果表明该模型可以较真实的反应脉冲负载的特性，且不同的负载参数对有限容量系统运行特性的影响规律也不相同。     

微电网谐波特性分析及影响研究

考虑到微电网不同的运行方式与其中的微源特性,用户侧不同类型的非线性负载接入微电网时会对电能质量产生不利影响,其中带来的谐波问题尤为明显.基于谐波产生的机理,进行微电网建模及仿真分析非线性负荷投切对微电网产生的谐波特性.同时开展微电网运行及半实物仿真试验,对采用对等控制并且内部包含模拟风机、储能电池、光伏电源的微电网模型进行测试,在并网、离并网转换、离网运行模式下得到投入常规负荷和非线性负荷谐波数据,分析出微电网在不同运行状态下的谐波特性.     

基于无源阻尼的直流微电网稳定性分析

多变换器与负载交互所引起的稳定性问题已成为直流微电网领域的一个研究热点,但目前稳定性研究大多集中在单一控制的直流微电网,缺乏普适性。针对母线电压分层控制下的直流微电网稳定性问题,建立了各接口变换器在不同控制下的小信号模型和直流微电网等效阻抗模型,并利用阻抗比判据判定直流微电网3种模式的小信号稳定性,将稳定性最差的模式作为直流微电网系统稳定性的判定指标。采用无源阻尼法,通过增加阻尼电阻改善了负载阻抗特性,使直流微电网的稳定性得到提高并得出滤波参数对稳定性的影响规律。研究结果表明:模式2下直流微电网稳定性最差,在添加了12?阻尼电阻后,幅值裕量增加了12.7 d B,相角裕量增加了11.5°。因此无源阻尼可改善负载阻抗特性,从而提高直流微电网稳定性。     

浅析微电网控制策略的研究现状

首先,介绍了微电网的产生背景,并中中国微电网研究现状进行了介绍。其次,介绍了一种典型的微电网结构,对微电源、负载、储能装置和并网逆变器进行了描述。根据微电网不同运行模式下的特性,对不同模式下微并网逆变器采取的控制方法进行了详细分析。最后,对并网运行和孤岛运行模式下各单元采取的控制策略进行了总结。     

微电网切换至孤岛运行时的小信号稳定性分析

微电网平稳切换至孤岛运行模式是保证微电网内重要负荷持续可靠供电的重要手段之一。以V/f孤岛控制方式的微电网为研究对象,建立了孤岛模式下的微电网小信号模型,并利用特征根分析法分析了V/f控制器参数变化、负荷阻抗及线路阻抗变化对切换过程中系统小信号稳定性的影响规律,并用时域仿真进行了验证。其后,讨论了系统不同工况下对主导特征值的参数灵敏度的影响规律。最终获得了保证微电网平稳切换至孤岛运行模式的主导影响参数和影响因素,其结论可为微电网平滑切换控制方法和策略提供参考。     

光储柴微电网运行特性分析

微电网既可以并网运行,也可以孤岛运行,而孤岛模式下主控微源对电压和频率调节作用的强弱对微电网能否稳定运行影响显著。基于已搭建的以储能电池为主控微源的光储柴微电网,分别在蓄电池不同荷电状态、负载不同程度扰动、是否投入柴发微源的情况下进行三组对比实验,用三相电能质量分析仪记录相关波形,分析不同实验条件下微电网的运行特性。实验结果表明,蓄电池的荷电状态、负载的扰动情况对微电网的稳态孤岛运行有重要影响;柴发微源的投入会抢占蓄电池对电压和频率调节的主导作用,需对蓄电池容量进行优化配置。根据实验结果,对蓄电池容量进行了优化,可以保证蓄电池的主导作用。     

基于自适应全局滑模控制的微电网稳定控制策略

设计了一种基于自适应全局滑模控制的微电网稳定控制策略,并基于储能设备开发了相应的微电网稳定控制器。根据微电网的不同运行方式,首先分析稳定控制器的运行特性,建立稳定控制器的数学模型。考虑到系统的不确定性和非线性,该文为微电网稳定控制器提出自适应鲁棒全局滑模控制系统,保证系统在参数不确定、存在外界干扰等情况下的稳态及动态特性。仿真和实验结果证明,微电网稳定控制器能够保证微电网在不同运行模式下的稳定性。在微电网并网运行时有效地抑制微电网与主电网交换功率波动,达到微电网与主电网交换功率可控;在微电网孤岛运行时,提供电压、频率支持;实现微电网在2种运行模式之间无缝切换。     

含虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析EI北大核心CSCD

为分析不同类型虚拟惯性控制对直流微电网产生的影响,首先建立了各电源与负载侧换流器的小信号模型,并分析了电网与蓄电池侧换流器在应用不同虚拟惯性控制时,其换流器端口的动态响应特性以及阻抗特性。其次,考虑到多换流器交互引起的稳定性问题,建立直流微电网的等效阻抗模型,根据阻抗匹配准则,分析了在不同控制模式下控制器与系统参数变化对系统稳定性的影响规律。根据稳定性以及动态特性分析可得出,在蓄电池侧换流器应用虚拟发电机型惯性控制可以使系统获得更好的动态特性与稳定边界。最后在Matlab时域仿真与RT-LAB实时仿真平台上分别建立了直流微电网仿真模型,并对相关理论分析进行了验证。     

含虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析

为分析不同类型虚拟惯性控制对直流微电网产生的影响,首先建立了各电源与负载侧换流器的小信号模型,并分析了电网与蓄电池侧换流器在应用不同虚拟惯性控制时,其换流器端口的动态响应特性以及阻抗特性。其次,考虑到多换流器交互引起的稳定性问题,建立直流微电网的等效阻抗模型,根据阻抗匹配准则,分析了在不同控制模式下控制器与系统参数变化对系统稳定性的影响规律。根据稳定性以及动态特性分析可得出,在蓄电池侧换流器应用虚拟发电机型惯性控制可以使系统获得更好的动态特性与稳定边界。最后在Matlab时域仿真与RT-LAB实时仿真平台上分别建立了直流微电网仿真模型,并对相关理论分析进行了验证。     

含多个分布式电源的微电网协调控制

针对含多个分布式电源的微电网协调控制问题,根据电源特性的不同分别进行了控制器设计.运用多智能体技术将集中控制和分散控制有效结合起来,保证微电网在孤岛运行和联网运行模式之间切换时系统稳定运行,基于多智能体技术的能量管理系统对分布式电源的输出进行优化分配.电压/频率控制采用一个与配电网频率同步的正弦信号作为参考电压,控制结构简单且响应速度快,在确保系统的稳定的同时使得微电网频率与配电网维持同步,降低了重新并网的难度.通过PSCAD软件对微电网在不同运行模式下的分布式电源输出和负载变化进行仿真,对结果的分析表明提出的控制结构是正确有效的.     

模式转换下分布式电源接入微电网的控制策略研究及仿真

分布式电源的建模及微电网的控制策略是当前的研究热点,针对模式转换下分布式电源接入微电网控制策略选择的研究较少。孤岛和并网模式下应选择不同的控制策略,同时在一个微电网中加入多种分布式电源的控制复杂,难度比单一分布式电源接入要大。文章分析了微电网的特殊性,进行了不同的控制模式的比较。孤网时选择主从控制模式作为微电网的控制策略可以适应微电网不同运行方式的需要;并网时分布式电源可采用PQ控制。根据在并网模式下的运行特点提出各个分布式电源的PQ控制策略,建立了含光伏电池、风力发电机、微型燃气轮机的微电网模型。仿真分析了孤岛运行下和日照环境改变时微电网的并网运行特性,结果证明了控制方式的恰当选择能使微电网在不同运行模式下对于大电网可控且动态性能优良,并网时不会对大电网产生大的冲击。     

微电网的动态特性及控制策略分析

整合多种分布式能源所形成的微电网在不久的将来必将受到更大的关注。对微电网相关领域的最新发展和研究成果进行了综述,描述了微电网逆变器的建模方法,分析了建模方法对微电网动态特性分析精度的影响。根据微电网的不同运行模式,分析微电网在并网运行模式、独立运行模式以及并网运行与独立运行切换的过渡过程的动态特性及控制策略,指出了目前微电网动态特性分析与控制研究中存在的问题,探讨微电网研究的发展方向,为微电网控制策略的设计提供了文献基础。     

基于时序特性的微电网安全运行域模型及影响机理分析

为确定不同时序下接入配电系统的微电网安全运行范围,并对不同微电网之间的运行交互影响进行分析,以含微电网的配电系统为研究对象,提出基于时序特性的微电网安全运行域(TSC-MGSOR)模型及其影响机理分析方法。对微电网外特性进行建模,以描述不同时刻下微电网的发用电状态;在充分考虑可再生能源发电时序特性对微电网外特性影响的基础上,提出TSC-MGSOR的概念及模型,并给出模型的求解算法;基于所提TSC-MGSOR模型,分析微电网的接入对一维/二维TSC-MGSOR的影响机理。基于改进的IEEE 33节点系统进行仿真验证,结果表明,所提TSC-MGSOR模型能精确描述不同时刻微电网的安全运行范围,所提一维/二维TSC-MGSOR影响机理分析方法能有效分析微电网不同接入模式对一维/二维TSC-MGSOR的影响。     

基于不同网架结构的直流微电网稳定性分析

不同网架结构下的直流微电网系统是否具有稳定性差异尚不明确,亟需开展研究.针对该问题,建立几种典型网架结构下系统的小信号模型,并基于参与因子以及系统特征根的变化,研究不同网架结构下系统参数对系统稳定性的影响规律.结果显示,单独改变源侧控制器参数,不同网架结构下系统的稳定性基本一致,仅存在谐振频率的差异;单独改变负载侧控制器参数,仅影响与负载有关的振荡模态,且负载与线路基本不产生交互作用;单独改变线路参数,由于源网间的交互作用,不同系统间出现稳定性差异.最后,通过仿真验证了理论分析的正确性.     

微电网控制系统参数优化

微电网拥有灵活的运行方式,可以实现并网运行和孤岛运行方式,并且能实现并网运行到孤岛运行方式的无缝切换。在研究微电网基本控制模式的基础上,揭示了比例＋积分（PI）参数对微电网运行稳定性的影响,分析了不同PI参数组合对微电网稳定性的影响,最终通过优化选择得出微网运行的最佳工作状态,实现了微电网运行方式的灵活转换,保证了系统的稳定性。     

Boost DC/DC变换器输出阻抗研究

在直流微电网中,变换器是一个极其重要的单元,对其阻抗特性及稳定性研究很关键。文章基于Boost DC/DC变换器,从电路参数(电感电容等)的角度,在连续导电模式下,根据控制方式的不同对其输出阻抗进行小信号建模,进而理论和实验相结合分析输出阻抗的特性,为制定微电网直流分布系统中变换器的阻抗标准提供了参考依据。最后搭建的一个级联式DC/DC变换器系统对阻抗比(前级输出阻抗与后级输入阻抗模之比)进行测量,并根据阻抗比稳定性判据对系统的稳定性进行判断。分析组成级联系统负载级的线路参数对系统稳定性的影响,总结规律与结论,从而对直流微电网进行稳定性分析。     

级联型微电网功率均分控制策略

为克服级联型微电网中负载随机变化对功率均分控制及其稳定性的影响,此处提出了一种基于自适应虚拟电容的级联型微电网分散式功率均分方法.建立了级联型微电网的数学模型,通过稳定性分析,指出现有功率均分方法在特定负载特性下必然存在的不稳定问题及其根本原因;结合级联型微电网的结构特性,提出在各逆变器的输出端并联虚拟电容,扩大了功率均分算法的稳定范围;在此基础上,为保证任意负载特性下的级联微电网功率均分特性,提出了虚拟电容随负载特性变化的自适应算子,给出了虚拟电容的在线自适应实现方法,以保证级联微电网在任意负载下的稳定运行.仿真结果验证了此处研究的合理性和有效性.     

主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响评估

主动配电网的提出为分布式电源的高渗透率接入提供了有效的解决方案,控制运行方式的改变使得主动配电网运行模式下微电网的运行与传统微电网有所出入,分析了主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响,构建元件的可靠性模型,探讨了基于蒙特卡罗模拟的含微电网的主动配电网可靠性评估方法,并对改造后的IEEE RBTS系统进行可靠性评估,对比分析在不同情境下的系统可靠性。算例的评估结果表明,微电网在主动配电网的运行模式下更能提高其可靠性。     

微电网不对称故障模式下IBDG运行特性及无畸变限流保护研究

微电网安全可靠的运行离不开精确地控制和保护。由于微电网中微电源自身的特点,使孤岛微电网中的电气量的变化在故障情况下与传统大电网有很大的差别。因此,研究不同故障情况下IBDG的运行特性以及它们对微电网系统故障特性的影响至关重要。本文研究了孤岛微电网不对称故障模式下IBDG的运行特性,对电气量的变化做出了定性分析。在不对称故障情况下针对传统的限流造成的电压电流畸变,采用无畸变限流方法,减少系统中的谐波分量。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了由三台逆变器组成的微电网的仿真模型,设置故障参数并进行仿真研究,验证对微电网故障情况下IBDG的运行特性及无畸变限流理论分析的正确性。     

多场景多模式独立微电网经济运行研究

相对于传统电网而言,微电网具有灵活多变的特点,尤其是独立微电网,其可工作于多种运行模式下。不同的工作模式会带来不同的经济效益,为此,有必要对具有多种运行模式的微电网进行研究。针对这种具有多种运行模式的微电网,建立了相应的经济调度模型,定义了3种场景,分场景定性研究独立微电网的经济调度策略;在建立了经济调度模型的基础上,内层采用优先排序法,外层采用改进的粒子群算法,实现经济调度模型的求解。最后,结合南麂岛微电网算例,对3种场景下微电网经济调度模型进行求解,仿真结果表明,不同的运行模式会对微电网的经济效益产生影响,验证了所提算法及理论的正确性。