交直流混合微电网多模式协调下垂控制

交直流混合微电网是未来配用电系统的重要组成形式,对高密度分布式可再生能源的接入与消纳、直流负荷的高效直接供电,以及电力系统的高可靠性运行具有重要意义。相比于传统的交流微电网,交直流混合微电网拓扑结构更加灵活,运行模式多样,交/直流功率可以协调互动,但同时也对其稳定运行控制提出了诸多挑战。文章首先介绍了一种典型的分段式交直流混合微电网网架结构并依据此结构提出了交直流混合微电网并网、直流分段、交流分段、孤岛4种运行模式;然后提出适用于4种模式稳定运行及模式之间无缝切换的交直流混合微电网多模式协调下垂控制策略;最后,通过RT-LAB/MGCC半实物仿真验证了所提算法的正确性与有效性。     

交直流混合微电网接入分布式新能源的关键技术研究综述

随着传统能源的日益短缺和环境问题的日趋严重,分布式电源接入是电网发展的必然趋势。微电网是促进分布式能源消纳与管理的有效模式,而交直流混合微电网因其兼备交流微电网与直流微电网的优点,已成为研究热点。该文综合国内外交直流混合微电网的已有研究成果和相关内容,从交直流混合微电网的拓扑结构与容量配置、性能评估、电源管理与保护技术等方面进行总结概括,并对交直流混合微电网的发展前景和实际应用的相关问题做出展望,对国内交直流混合微电网的进一步发展提供相关思路,具备现实意义。     

多能互补直流微电网在综合体园区中的策划初探

直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分。相比交流微电网,直流微电网可更高效、可靠地结合光伏发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷,以微网、楼宇为自治单元,形成自下而上的能量单元互联,组成一个区域综合能源供给网络。通过上海某大型综合体项目的直流微电网设计应用,对直流微电网领域的相关技术进行了介绍,从应用角度对直流微电网拓扑结构、运行原理、经济效益等方面进行了分析归纳。     

交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术

交直流混合微电网的直流母线电压的稳定控制对整个交直流混合微电网系统十分重要。针对交直流混合微电网中直流母线电压控制方式,提出一种实用、高效的交直流混合微电网直流母线电压自主偏差控制方法。在并网模式下,采用具有空闲模式下的直流母线电压下垂稳定控制方法,通过AC/DC变换器实现直流母线电压的稳定控制,避免了AC/DC变换器的频繁充放电操作;离网模式下,直流母线电压的稳定控制由接储能侧的DC/DC变换器控制。为了保证系统离网模式下可靠运行,直流母线侧可以接多路DC/DC储能类蓄电池,通过自主稳定控制既提高了分布式能源的利用率,又提高了空闲模式下电力电子设备的使用寿命。经试验验证,该方法具有很好的控制效果,为交直流混合微电网的发展提供了技术基础支撑。     

并网模式下交直流混合微电网的优化调度研究

交直流混合微电网通过双向AC/DC功率变换器将交流微电网和直流微电网互联,其优化调度不同于传统微电网。研究以微网系统综合经济成本最优为目标,以系统可靠性为约束条件,建立了微网内各可控单元的优化调度模型。采用改进的萤火虫算法进行优化求解,得到并网模式下交直流混合微电网的优化调度结果及综合运行成本,并与传统交流微电网和直流微电网进行了对比分析。结果表明,交直流混合微电网能够有效降低系统综合运行成本,提高清洁能源利用率。     

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。     

考虑直流子网影响的交直流混合微电网谐振特性分析

交直流混合微电网是未来配电网的重要组成形式。由于直流子网在混合微电网中所占比重提高,势必会对并网模式下的交直流混合微电网的谐振特性产生影响,而利用频域分析法需建立基于交直流混合微电网的高阶传递函数,建模困难。为了解决上述问题,提出了直流子网和互联变流器(interlinking converter,ILC)融合阻抗建模方法,建立了并网模式下交直流混合微电网系统的等效阻抗模型,利用模态分析法计算出系统谐振频率、参与因子以及参数灵敏度等谐振特性,进一步分析了ILC和直流子网参数变化对系统谐振特性的影响。分析表明,ILC和直流子网部分参数变化会大幅改变系统的谐振频率及谐振峰值。结论不仅有利于谐波谐振的治理,同时也为系统参数的设计提供了依据。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了交直流混合微电网仿真模型,验证所进行的谐振模态分析及参数变化对谐振特性影响的正确性。     

新能源微电网研究综述

微电网是集发、配、用电为一体的自治系统,构建了全新的能源技术公平竞争体系,具有长久的技术、经济、环境和社会效益。本文首先从供电模式角度就交流、直流、交直流混合3种形式微电网进行说明,总结了微电网中的储能技术;然后,着重分析了分层控制中每层控制的具体特征、特殊架构、优化算法与发展规律,指出了各层控制的问题及研究方向,探讨了微电网规划设计方法理论,并研究了微电网安全保护机制;最后,结合当前现状,阐述了微电网与能源互联网的关系,提出了微电网未来发展建议。     

2019CIGRE成都国际研讨会配电技术报道

首先介绍了2019 CIGRE成都国际研讨会概况;然后报道了配电网规划和运行,分布式灵活性资源,微电网、光伏和电池储能,直流配电,综合能源系统规划和运行等技术领域或专题的新进展;最后,对主动配电系统规划与运行、交直流混合配电,以及综合能源系统等技术的发展趋势和相关前沿问题进行了展望。     

能源互联网环境下交直流混合配电系统关键技术

交直流混合配电系统具备供电可靠性高、电能质量优质、运行控制高效、分布式电源及多元负荷灵活接入等特性,成为以电为核心的能源互联网的物理基础。在介绍交直流混合配电网在能源互联网中的主要应用特点基础上,分析了直流配电技术典型应用场景及其主要技术特点。结合目前交直流混合配电网的研究现状及能源互联网发展要求,从规划设计、关键设备、保护策略和运行控制等方面提出交直流混合配电网系统的技术需求及重点研究方向。相关研究成果对于构建交直流混合配电网发展技术框架具有重要意义。     

基于NSGA-Ⅱ和模糊决策的交直流混合微电网多目标优化调度

风电、光伏等可再生能源在微电网的渗透率日益增加，使得交直流混合微电网经济调度难度加大。为实现含高渗透率可再生能源的交直流混合微电网的优化运行，结合分时电价机制，对蓄电池充放电策略进行研究。以经济成本和总节点电压偏差为优化的目标函数，建立考虑蓄电池荷电状态和公共直流母线关键节点电压偏差的多目标优化模型；针对非支配排序遗传算法(non-dominated sorting in genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)只能求出一个非劣解集的特点，将NSGA-Ⅱ和模糊决策相结合，利用模糊决策从非劣解集中寻找最优解。最后针对交直流混合微电网算例，求出交直流混合微电网的优化调度策略，结果表明该算法能有效降低交直流混合微电网运行成本以及公共直流母线关键节点的电压偏差。     

2019CIGRE成都国际研讨会配电技术报道EI北大核心CSCD

首先介绍了2019 CIGRE成都国际研讨会概况;然后报道了配电网规划和运行,分布式灵活性资源,微电网、光伏和电池储能,直流配电,综合能源系统规划和运行等技术领域或专题的新进展;最后,对主动配电系统规划与运行、交直流混合配电,以及综合能源系统等技术的发展趋势和相关前沿问题进行了展望。     

基于主从控制的交直流混合微电网多模式运行与切换策略

随着直流用电设备的逐步增加,交直流混合微电网成了新的发展趋势。本文在分析交直流混合微电网的典型结构和基本运行方式的基础上,基于某实际交直流混合微电网的抽象模型提出了基于主从控制的包含交直流联合并网、交流并网直流离网、交直流联合离网、交直流独立离网等4种子模式的多模式运行方法,并研究了多模式间的切换控制策略。实验结果证明了所提方法的有效性。     

交直流混合微电网拓扑与基本控制策略综述

交直流混合微电网综合了交流微电网和直流微电网的优点,是未来智能微电网的可能发展方向之一。从交直流混合微电网典型拓扑分析、控制方式间的切换、互联变流器的控制等三方面对国内外的最新进展进行了介绍,并重点对典型拓扑的组网特点、适用性和优缺点,主从控制、对等控制和分层控制等不同控制方式下交直流微电网间的切换策略,互联变流器的传统控制方法与"网–网"新型控制方法等进行评述,最后给出了未来交直流混合微电网在微电网群之间的互联控制技术、并/离网切换技术以及互联变流器电路结构设计、容量选取和最优控制策略设计等的研究方向。     

交直流混合微电网一致性协同控制研究综述

交直流混合微电网兼具交流微电网和直流微电网的优势,是未来智能电网领域的研究热点。基于多智能体一致性理论的协同控制能有效改善系统频率响应,提升子网抗冲击能力。首先分析并归纳了交直流混合微电网典型的四种结构及适用场景;然后对多智能体一致性理论的基本原理进行介绍,对一致性理论在微电网中的应用进行综述;最后探讨了交直流混合微电网的发展前景和一致性理论目前在微电网应用中存在的问题。     

南京低压交直流混合微电网研究及试点应用

在论述了国内外交直流混合微电网发展现状的基础上,研究了交直流混合微电网电压等级的选取、接地模式、典型接线模式,并对交流、直流供电模式的优劣利弊分别做了比较和研究,详细阐述了南京众彩物流园区低压交直流混合微电网的构建,通过对园区内现状用电设备进行梳理获得了科学、合理的优化方案,经论证取得了明显的经济效益。     

考虑需求侧响应及不确定性的微电网双层优化配置方法

微电网是分布式发电的有效组织形式,微电网的优化配置是保障微电网运行经济性和稳定性的关键。随着直流负荷的增加,交直流混合微电网已成为微电网的研究热点。研究在分布式电源容量优化时,兼顾微电网运行优化的交直流微电网双层优化配置方法。在此基础上,分析可再生能源发电的间歇性与不确定性对微电网优化配置的影响;并引入需求侧响应,通过引导用户改变用电方式,达到优化负荷特性的目的,从而降低系统的经济成本,提高微电网系统的稳定性。结合工程实际,通过NSGA-II算法与混合整数线性规划结合的方法来求解多目标双层优化配置模型,并用算例证明了该方法的合理性和有效性。     

基于微电网的电动汽车充换电系统研究

分析比较传统交流微电网和直流微电网,结合两者特点和优势,组建交直流混合微电网。针对飞速发展的电动汽车技术和节能减排的时代背景,将电动汽车充换电装置与交直流混合微电网储能装置进行有机结合,一定程度上解决了限制电动汽车发展的充电瓶颈和单一形式交流或直流微电网转换效率低等问题。在Matlab/Simulink平台下进行了混合微电网中电动汽车充换电系统数值仿真,电能质量满足IEEE1547TM标准要求,系统可行性强。     

多子微电网型交直流混合配电系统灵活功率控制与电压抑制策略

为了解决多子微电网型交直流混合配电系统功率分配以及交流子微电网母线电压偏差大的问题,提出一种灵活功率控制与电压抑制策略.首先分别推导了单个交流子微电网频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的关系,然后分析多个交直流子微电网之间的频率与电压关系,并利用此关系对交直流子微电网中储能单元的下垂控制进行改进,实现整个系统的功率互助及分配.另外,对双向AC/DC变换器电流内环控制进行改进,利用扩张状态观测器对扰动电流进行跟踪,并将跟踪得到的扰动电流引入双向AC/DC变换器电流内环中进行补偿消除,以抑制交流子微电网的电压波动.最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中建立多子微电网型交直流混合配电系统模型,仿真结果表明所提控制方法可以实现交直流混合配电系统中子微电网间的功率互助,较好地维持交流子微电网母线电压和频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的稳定.     

“交直流微电网电能变换与控制”专辑征文启事

<正>微电网是分布式新能源发电灵活有效接入和提高电网供电可靠性的重要方式,不仅可消纳高渗透率的新能源发电,提高能源利用效率,还可改善电力品质,增强电力系统的稳定性。近年来,交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网的相关基础理论和关键技术发展迅猛,日益成为电力电子学科的研究热点之一。为了集中展现微电网系统架构、稳定性与优化运行、变换器拓扑与控制、电能质量与能量管理等方面的最新研究成果和进展,《电源学报》特别推出"交直流微电网电能变换与控制"专辑。一、征文范围