微电网中光伏-储能协调控制策略的研究

针对水光储柴（光伏、储能、水电和柴油发电）混合型微电网的运行需求,分析光储在该混合微电网中稳态时的特性,提出了稳态控制策略。搭建水光储柴混合微电网模型,对提所出的光储协调控制策略进行实时数字仿真和现场实验,验证了微电网中控制策略的可行性和可靠性。     

一种小型海岛独立型微电网控制方案及应用

偏远海岛微电网存在柴发供电噪音大、环境污染的问题,分析并采用光储运行、柴发备用的供电模式,并研究了海岛光储微电网运行控制策略。针对当前海岛光储微电网储能充放电控制仅考虑荷电状态(SOC)可能因为估算精度低导致电池电压越限的问题,提出了一种储能SOC和电池电压联合限光伏控制策略,该策略能有效避免微电网中储能过电压导致频繁跳闸,同时延长电池使用寿命。在东部沿海某独立型海岛微电网中,实现并验证了微电网运行模式以及控制策略的有效性和正确性。     

光储孤立微电网系统建模与仿真研究

针对光伏发电在并网过程中存在弃光、并网难等问题,开展光储孤立微电网系统的研究。介绍了光储孤立微电网的系统结构,建立了光储孤立微电网系统各模块的控制策略及相关数学模型;基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了光储孤立微电网系统的仿真模型,并在标准条件下进行了光伏孤立微电网系统的仿真实验,通过仿真验证所构建的光储孤立微电网系统控制策略的有效性。     

西藏阿里地区光储型微电网示范工程与应用

本文介绍了西藏阿里地区光储型微电网示范工程及其接入孤立型电网后的拓扑结构。针对示范工程分析了光储型微电网接入孤立型电网后的稳态和暂态特性,并提出了优化调度和分布式协调控制架构。同时探讨了光伏高渗透率下的孤立型电网稳定运行问题,并且根据示范工程提出了典型的运行方式。最后,经现场调试运行验证了所提出的控制架构和运行方式的可行性及系统稳定性。     

含风电孤立中压微电网暂态电压稳定协同控制策略

分析了孤立中压微电网中双馈异步风力发电机组(DFIG)与动态负荷的暂态运行特性。为改善含DFIG微电网的暂态电压稳定性,提出了基于就地层储能稳定控制、DFIG快速变桨控制和甩动态负荷的暂态电压稳定协同控制策略。基于PSCAD/EMTDC建立了东澳岛中压微电网系统和稳定控制策略模型,研究结果表明,微电网暂态电压稳定性与微电网中风电渗透率和负荷特性密切相关;在大扰动下,提出的暂态电压稳定协同控制策略能有效增强微电网的电压稳定性。     

风光储微电网模式切换策略研究

为实现微电网并离网运行模式的无缝切换,尽量减少由于切换瞬间功率不匹配所带来的暂态冲击,在介绍风光储微电网拓扑特征和分析储能变流器运行控制特性的基础上,通过与微电网中央控制器结合,设计了含多类型储能的风光储微电网在并离网无缝切换过程中的逻辑控制策略。最后,通过PSCAD仿真平台,设计并搭建了风光储微电网系统的仿真模型和通信架构,验证了所设计并离网无缝切换控制策略在微电网系统不同运行工况下的有效性和正确性。     

计及感应电动机参数的微电网暂态电压稳定性分析

为分析微电网受三相短路故障扰动后,电压稳定性随动态负荷参数变化的影响,本文设计了一种风光储微电网电压稳定性控制策略,分析不同条件下微电网暂态电压稳定性。由仿真结果可知,感应电动机参数变化对微电网暂态电压稳定性产生不同程度影响,其中增大感应电动机定子电阻、定子电抗、转子电抗、负载转矩、互感和负荷比例,微电网暂态电压稳定性减弱,而增大转子电阻和惯性时间常数,微电网暂态电压稳定性得到增强。     

户用热泵供暖直流微电网控制策略研究∗

为降低户用太阳能热泵供暖机组运行费用,实现清洁供暖,设计一套光储直流微电网为热泵供暖机组供电. 对蓄电池储能单元的充放电工作过程进行分析,研究储能单元的电压外环、电流内环控制策略.应用软件搭建户用热泵供暖直流微电网仿真模型,仿真结果验证了光储直流微电网控制策略的可行性和稳定性.     

微电网关键技术实践及实验

针对微电网运行稳定问题,介绍了高渗透率独立微电网三态控制技术、微电网并离网控制技术、微电网运行技术,给出了独立微电网三态控制系统图,微电网稳态恒频恒压控制策略及软件实现流程,微电网动态切机减载控制策略及软件实现流程,提出了微电网暂态故障保护方案以及微电网并网控制逻辑和并网转离网切换的“无缝”及相关实现手段,同时搭建高渗透率独立微电网的物理模型并提出了相关实验方案。将该技术及策略应用于实际的微电网工程及微电网物理模型试验平台中验证,结果表明该关键技术及策略是可行的。     

孤立运行光/储微电网中储能变流器暂态功率波动协调抑制策略

光/储微电网在孤岛模式下,储能系统维持微电网内部功率平衡,并保证电压、频率稳定。但当网内负荷发生较大突变时,会导致储能变流器的输入或输出功率突变,造成变流器电流的瞬时应力增大,易引起过流等故障,降低微电网整体可靠性。针对这一问题,提出了一种基于储能变流器与光伏逆变器协调运行的控制策略,该策略利用储能变流器输出有功功率的变化率对光伏逆变器d轴参考电流进行快速补偿,调节光伏逆变器的输出功率,使光伏系统与储能系统同时响应网内负荷的变化,从而达到抑制储能变流器暂态功率波动的目的。建立了包含储能变流器、光伏逆变器、光/储协调控制系统、网络和负荷的微电网小信号模型,分析了系统的稳定性。利用Matlab/Simulink对光/储微电网进行仿真,并搭建光/储逆变器并联实验平台,不同工况下的对比仿真和实验结果验证了所提协调控制策略的有效性。     

光储发电系统的虚拟同步发电控制

介绍了光储发电系统的微电网结构和特性以及在分布式能源系统中承担的重要作用.阐述了虚拟同步发电机技术在并网变流器中的工作原理,说明对增加微电网的惯性和提高电网阻尼的意义.在虚拟同步发电控制的基础上提出直接电流控制的方法,对控制量加入偏移量控制环节保证了指令和电网参数的实施.建立光储仿真模型,通过对比分析了不同环境对模式切换所产生的影响,对控制策略进行验证.仿真验证表明,控制策略对提高微电网的抗干扰能力具有良好效果.     

用于主网削峰填谷调度的风/光/储微电网控制策略

研究风/光/储微电网的调度控制策略,在实现上级电网“削峰填谷”目标的同时使可再生能源利用最大化。按微电网离/并网运行模式、其主网所处的峰/平/谷运行时段以及发/用电供需平衡状况,对风/光/储微电网进行状态空间划分,并分析各状态相互转移条件;在此基础上,研究各状态下的调度控制策略,给出储能单元充/放电功率的最终控制方案。以广西某岛风/光/储微电网示范工程为例,通过代表日运行控制的仿真实验,验证所提出的削峰填谷调度控制策略的正确性和有效性。     

光储微电网的低电压穿越控制策略研究

针对微电网低电压穿越问题,基于光储微电网系统提出一种光储协调控制的低电压穿越策略。在低电压期间,光伏系统采用最大功率跟踪控制,储能系统采用恒压控制维持直流母线电压恒定,在储能出力已达功率限值仍不能维持直流母线电压在允许范围内时,光伏系统切换为恒压控制。考虑到光储微电网负荷波动性大的特点,设计了一种适用于光储微电网并具有无功补偿功能的限流控制策略,为电网提供电压支撑,同时避免并网逆变器输出过电流。仿真结果表明,控制系统能够充分利用光伏发电能量、维持直流母线电压的恒定、抑制并网电流过电流并能发出无功功率支撑并网点电压,实现了低电压穿越,验证了该LVRT控制策略的有效性。     

计及风光预测误差的微电网日前多目标优化控制策略

微电网风光资源出力预测的随机性导致优化决策方案存在偏差,为了减轻预测误差随机性对微电网运行的不利影响,针对风/光/柴/储并网型微电网系统,提出了计及风光预测误差的日前多目标优化控制策略。在建立微电网各单元模型的基础上,分析了影响风光资源的随机性因素;考虑系统供需平衡以及微电网各单元运行特性等主要约束,建立了同时优化经济效益和环境效益的多目标优化模型。建模过程中采用情景生成与削减方法处理风光资源预测误差带来的随机性。采用差异进化算法求解模型,通过算例仿真,比较不同模式下微电网的优化结果,验证了文中策略的正确性和有效性。     

风/光/储混合微电网的详细建模与仿真

在风能和太阳能资源丰富的地区建立小型微电网可以缓解能源的供需矛盾,提高经济效益,减少环境污染。针对当前风/光/储混合微电网控制不完善、仿真不充分的问题,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了风/光/储混合微电网三相交流系统的详细仿真模型,并对风、光电源和储能系统分别采用了相应的控制策略。考虑风速、光强的变化,对风/光/储混合微电网在并网和孤岛运行模式下进行了较为全面的仿真分析,仿真结果表明所建立的微电网模型满足功率平衡和公共联结点PCC电压、频率的要求,验证了仿真模型的正确性和控制策略的有效性,并为进一步研究微电网提供了良好的仿真平台。     

分布式光储微电网系统并网控制策略研究

分布式光储微电网系统有效整合了分布式光伏电源和储能单元,有效改善了分布式光伏电源接入配电网产生的电能质量问题。分析了微电网的研究现状,给出了分布式微电网系统拓扑结构,并对分布式光伏电源和储能单元的特性进行了分析。针对分布式光伏微电网系统,研究了底层装置在并网模式下的控制策略,并在Matlab/ Simulink环境下搭建仿真模型,验证了底层控制策略的可行性。研究了以削峰填谷为目标的基于模糊算法的能量管理策略,根据当前所处的用电时段以及储能的SOC水平,确定能量控制策略,使光储微电网系统的运行成本最低。通过Matlab算例验证了该控制策略的有效性。     

基于主从结构的微电网系统平滑切换控制策略

针对微电网系统模式切换不够快速、平滑等问题,若采用适当的控制措施便可实现并网模式和孤岛模式,以及两种模式的平滑切换。为此,建立主从结构的风光储微电网系统,分析主控逆变器结构及控制方法,总结出综合控制策略;再根据微电网切换过程中存在的问题改进了控制策略,并在MATLAB/Simulink上建立微电网动态模型,对原始综合控制策略和改进后的控制策略分别进行仿真分析。通过仿真结果对比可知,改进后的控制策略有效抑制了微电网母线电压的暂态震荡,保证了系统切换过程中电压幅值、相位和电流的平滑性。仿真结果验证了设计的控制策略的有效性和可行性。     

基于虚拟同步发电机的构网型光储变流器控制策略研究

为了抑制光伏发电的随机性和波动性的影响,提高微电网的供电可靠性,对离网工况下的微电网黑启动方案进行分析,并将其与虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制策略一起应用于储能变流器中,建立了储能变流器的VSG数学模型,推导了小信号模型表达式,通过在光储微电网系统引入惯性和阻尼,提高了系统电压和频率的稳定性。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建模型,验证了零起升压策略的有效性,确保了黑启动过程中线路电压的稳定;并在并网工况下分析了光储微电网系统各个微源之间的协调控制,验证了构网型光储变流器控制策略的有效性。     

基于风储协调控制的微电网平滑切换控制策略

微电网由并网运行模式转孤岛运行模式的平滑切换是微电网稳定运行研究的重要内容。为提高切换过程的暂态稳定性,针对风光储互补型微电网,在考虑有功功率缺额情况下,设计并提出了基于双馈感应风机有功功率综合控制模型的微电网平滑切换控制策略,利用风机和蓄电池的协调控制减小切换过程的暂态波动。该综合控制模型包括最大功率跟踪控制模块、虚拟惯性控制模块、转速恢复模块和转速保护模块。虚拟惯性控制和蓄电池的协调作用实现了微网运行模式的平滑切换,转速恢复模块和转速保护模块确保了双馈风机安全、稳定运行。基于DIg SILENT Power Factory软件搭建微网模型并进行仿真分析,验证了所提出控制策略的有效性。     

配电网中多光储微网系统的优化配置方法

针对配电网内多个光储微电网的容量规划问题,提出了一种双层优化配置方法:底层优化以各光储微电网日运行成本最小为目标,通过混合整数线性规划方法确定各光储微电网的经济调度方案;上层规划以项目投资期内多光储微电网总成本、配电网总经济成本为目标,优化规划光储容量。上层优化规划考虑了配电网运行约束条件,基于各光储微电网的优化结果,利用基于有功电压灵敏度的调压策略解决光储微电网接入配电网带来的电压越限等问题。针对多目标优化中Pareto最优解的选择性问题,采用基于逼近理想解排序法的多属性决策方法,围绕多个指标进行模糊选择。最后,在安徽省金寨县实际某配网系统验证了所提出模型和算法的有效性,同时讨论了光储微电网接入对系统运行和不同利益主体所带来的影响。