基于同步控制的微网多工况小信号稳定分析

针对风机接入微网后较严重的频率稳定和功率平衡问题,提出微网环境下的双馈风机同步控制策略.在风机的转子侧,通过引入风机主动降载控制使双馈风机具有向系统提供功率备用和一次调频的功能,可以更有效地向微网提供频率支持.针对采用同步控制策略的典型风机-储能微网系统进行小信号稳定分析,计算得到的多工况主导特征根表明,微网的主导模式主要与风机轴系以及风机、储能控制内/外环两类控制参数密切相关.通过风速、负荷等扰动仿真分析表明:风机的降载运行有助于改善微网系统的小扰动性能,协调设计风机和储能的有功下垂系数亦可有效改善主导特征根的阻尼.     

基于同步控制的微网多工况小信号稳定分析

针对风机接入微网后较严重的频率稳定和功率平衡问题,提出微网环境下的双馈风机同步控制策略.在风机的转子侧,通过引入风机主动降载控制使双馈风机具有向系统提供功率备用和一次调频的功能,从而可以更有效地向微网提供频率支持.针对采用同步控制策略的典型风机-储能微网系统进行小信号稳定分析,计算得到的多工况主导特征根表明,微网的主导模式主要和风机轴系以及风机、储能控制内/外环两类控制参数密切相关.通过风速、负荷等扰动仿真分析研究进一步表明:风机的降载运行有助于改善微网系统的小扰动性能,同时协调设计风机和储能的有功下垂系数亦可有效改善主导特征根的阻尼.     

基于PSCAD的微型燃气轮机并网与孤岛运行分析

微型燃气轮机发电（Microturbine Generation,MTG）是微网中一种具有广泛应用前景的分布式发电技术。本文详细介绍了单轴微型燃气轮机发电系统的动态数学模型,并对其在微网中的运行与控制进行研究。本文采用PSCAD/EMTDC仿真软件,对微型燃气轮机发电系统的并网和孤岛运行方式进行仿真,在此基础上研究不同...     

直流微网供电系统控制技术研究

根据风能发电与太阳能发电的相辅特性以及蓄电池的储能特性,构建了一套多电源供电的直流微网系统发电模型.通过对此系统的能量流动及运行特性的分析,提出了此系统的能量管理方案.分别绘制出了直流微网各组成部分的模块方框图以及仿真模型.针对逆变器的拓扑结构得出了其控制的数学模型,采用基于SVPWM的电压电流双闭环控制实现了微网在并网和离网两种运行模式下的稳定运行和自动平滑切换.最后通过仿真测试验证了分布式电源、蓄电池、负载以及电网在不同的工况下此能源控制方案的可行性,实现了此供电系统的稳定运行.     

孤立微网协同控制策略

针对微网储能系统受容量的限制,从而引起微网运行不稳定,提出一种改进的微网协同控制策略.采用双层协同控制结构,初级控制是蓄电池储能系统,次级控制是微网管理系统(MMS).初级控制保证微网频率在可接受的范围内,次级控制保证微网中最大的备用容量.采用详细的微源模型,准确地描述了不同类型分布式电源原动机部分对微网系统的影响,建立带有详细微源模型的微网仿真系统,并进行了仿真,仿真结果表明:该协同控制策略具有良好的动态性能,并能够保证供电质量的要求,有较理想的应用前景.     

基于改进下垂控制的储能提升孤岛微网频率暂态稳定性的研究

孤岛模式下储能辅助交流微网调频更多是为了减轻同步发电机的稳态功率负担,但是稳态功率的分配无法很好地改善暂态过程中系统的动态性能,且应用储能辅助调频时,集中式处理需要通信手段,分布式处理主要关注的是频率支撑,当同步机故障时无法切换到下垂模式.针对这种问题,提出了一种储能参与调频的就地控制方法,该方法对下垂控制进行改进,当同步机发生故障时能够维持系统频率,提高了系统的稳定性与可靠性.最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法能够改善微网负荷变化后频率的动态响应特性,且在同步发电机因故障切除后保障系统频率的稳定.     

储能系统在微网中的供电性能分析

根据微网中光伏、风电顶荷功率的预测数据,分析了微网独立运行模式下储能系统的供电特性.研究表明,微网中的储能容量配置对微网的供电可靠性影响很大.     

基于动态规划法的微网动态经济调度

针对微网中微源的动态特性,如风力发电和光伏发电出力的随机性以及蓄电池运行过程中在时间上的耦合性,阐述了对微网经济调度进行动态研究的关键性。分析了风力发电、光伏发电、微型燃气轮机、柴油发电机和铅酸蓄电池的输出特性以及成本组成,以微网成本最小为目标建立数学模型并确定该模型的约束条件,结合微源的动态特性,利用动态规划法进行求解,通过算例得到微网中各个微源的出力以及微网的最小成本,验证了该模型和算法的有效性。     

考虑多源联合调度特性的微网经济评估方法

针对分布式能源接入电网存在短期波动率大的问题,通过搭建含风/光/燃/储4种能源的微网系统,提出了一种包含风力发电系统、光伏、小型燃气轮机、储能系统的经济评估方法。首先,采用年等值分析方法,考虑设备级投资对经济评估影响;其次,采用全寿命周期成本模型,研究分布式电源利用率、储能系统的充放电特性及多能源联合调度特性对经济评估影响;最后,采用改进的全局粒子群算法考虑电网间功率交换特性对整个微网系统进行经济评估。结果表明,考虑多源联合调度特性对微网进行经济评估使得经济效益达到最优,同样证明此方法适合不同类型能源、不同容量能源配置的微网系统经济评估。     

基于L-LLC谐振双向变换器的储能装置接口电路及控制策略研究

针对微网柔性并网系统中储能装置接口电路运行效率低、动态性能差的问题,提出一种基于PI或PID与最优轨迹混合控制的L-LLC谐振双向全桥变换器(L-LLC resonant bidirectional DC-DC converter,L-LLC BDC),实现了输入侧开关管的零电压开通和输出侧整流管的零电流关断,显著提高了变换器的动态性能,相对于最优轨迹控制,大量减小了运算的复杂度,提高了开关管的开关频率。采用状态平面法从理论层面对L-LLC-BDC的运行状态及特性进行了详细描述,在此基础上设计了储能装置接口电路控制系统。仿真结果表明,基于PI或PID与最优轨迹混合控制的L-LLC-BDC储能装置接口电路理论分析的正确性和动态性能的优越性,保证了微网柔性并网系统的运行性能。     

DFIG在微电网中的电压频率协调控制策略

为了抑制双馈异步风力发电机(DFIG)因自身有功输出波动导致的微电网电压频率波动,提高其对微电网孤岛运行下电压频率支撑的能力,研究分析了DFIG有功虚拟惯量控制以及定子侧无功功率极限,提出了一种基于f-P和V-Q下垂控制的DFIG电压频率协调控制策略.在DFIG V-Q下垂控制中引入逻辑积分环节,在不额外使用补偿装置下有效抑制电压频率的持续波动,并且在微电网电压频率跌落时,能够与其他采用下垂控制的分布式电源(DG)构成对等控制策略,共同为微电网提供电压频率支撑.最后在DIgSILENT仿真软件中搭建了微电网模型,仿真结果验证了控制策略的有效性.     

基于 ETAP 的石化企业电网解列运行分析及改进

为确保企业电网与主网可靠解列,并过渡到稳定的运行状态,采用ETAP电力分析仿真软件,结合典型石化企业电力系统生产运行的特点及电气设备的性能参数,建立企业电网仿真模型。通过对企业电网解列方式下的频率和电压稳定情况仿真分析,提出了相应的孤网运行方式下发电机组控制策略的改进方案,为同类企业制定内部电网的运行方式、事故预案及技术改造提供参考。     

硅基大位移低驱动电压静电微驱动器变形分析

针对目前横向加载单向变形静电微驱动器存在的位移过小或驱动电压过大的问题,提出一种基于纵横弯曲变形原理的硅基大位移低电压静电微驱动器模型,将弹性力由传统意义的恢复力改变为驱动力,推导出微驱动器挠度变形的控制方程．通过仿真发现,该驱动器的驱动位移高达145μm,远大于目前微驱动器的变形量; 驱动电压仅为5V,远低于目前微驱动器的驱动电压值．     

一种频率自适应滑动平均滤波器的电网同步方法

针对电网电压畸变条件下电力电子变流器的同步锁相问题,提出一种基于频率自适应滑动平均滤波原理的同步锁相(MA-PLL)方法.该方法在传统的同步锁相环基础上,利用滑动平均滤波器在零点频率处的高衰减性能,消除畸变电网条件下电压谐波及不平衡分量对同步锁相的精度影响;采用频率自适应和幅值归一化方法,提高锁相环在电网电压频率变化与幅值波动时的跟踪性能;采用小信号分析法,对锁相环系数进行设计和选取,提高锁相环的动态响应.实验结果表明:在电网电压畸变、不平衡以及频率变化情况下,提出的方法均能准确快速地获得电网的相位和频率信息.     

小型光伏并网微控制器

针对光伏并网发电系统中的核心技术——逆变器的结构设计与控制方法进行详细分析,采用软件锁相环(SPLL)实现了逆变器对电网电压频率和相位的实时跟踪;根据光伏微逆变器的特点,研究分析了结构简单具有隔离作用的有源钳位交错反激变换器。通过搭建Matlab/simulink模块对系统主电路进行理论验证,在实验室制作了100 W的实验样机对系统进行实际验证。实验结果表明系统满足设计要求,其控制方法和策略具有可行性。     

静止无功补偿装置中的全数字频率自适应锁相技术

当电网不平衡和电压畸变的情况下,传统的基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环（SRF-PLL）,存在无法准确锁定电压相位及频率的不足,不能很好满足静止无功补偿装置（SVC）的应用要求。基于目前存在的难题,提出一种易于工程实现的全数字频率自适应锁相技术,利用频率自适应相序检测器的正负序完全分离性能及其滤波特性,准确锁定电压正序基波频率和相位;给出此锁相技术在SVC主控装置中的数字实现方案,搭建基于主控装置控制算法源程序的SVC控制系统仿真模型。根据某炼钢企业电弧炉系统实际运行参数,对提出的锁相环性能进行仿真研究,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在电网不平衡和电压畸变时该锁相环可以准确锁定相位频率,且锁相性能不受系统频率偏差和波动的影响。     

基于Boost电路单相两级式光伏并网发电系统的研究

传统上光伏并网发电大都采用工频或者高频变压器,但他们都有一些缺点。而非隔离型两级式光伏并网逆变器的应用可以尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本,前级boost电路不仅能够提高最大功率跟踪(MPPT)的精度,而且又能使网侧逆变器较好的控制直流母线电压。后级逆变主要作用是实现对电网的跟踪控制确保逆变电路输出稳定、高质量的正弦变流电,因此采用电压外环、电流内环的双闭环控制。这种控制系统前级的最大功率点跟踪和后级的并网是互不干扰、相互独立的,不仅提高了系统控制可靠而且更有利于系统的模块化设计与集成。在Matlab/simulink建仿真模型,证明了该逆变系统的可行性并且达到了并网的要求。     

一种适用于微电网的微电源控制策略研究

针对微电源协同运行特别是在微电网孤岛运行时协调运行问题,在讨论了基于双环控制的电压源逆变电源的输出阻抗与功率传输特性基础上,设计了功率控制器,并通过MATLAB/SIMULINK仿真,证明其能够在微电网孤岛及联网运行.     

动车组牵引传动系统瞬态电流控制策略对电网冲击的影响研究

本文针对动车组牵引传动系统对电网冲击的影响,分析了牵引传动系统的结构,基于SPWM和瞬态电流控制的单相三电平脉冲整流器结构和控制策略,建立了CRH2牵引传动系统仿真模型,研究了牵引工况和再生制动工况. CRH2牵引传动系统对电网冲击的影响主要有:220 kV网侧电压电流波形和谐波,27.5 kV网侧电压电流波形和谐波,1.5 kV网侧电压电流波形,220 kV网侧功率因数,以及牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数. 结果表明,CRH2运行在再生制动工况时,220 kV网侧功率因数接近-1,网侧电流谐波较大,且牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数对电网冲击的影响较大. 因此确定合适的脉冲整流器PI参数有助于减小系统对电网冲击的影响,实现电网高频噪声污染治理和动车组安全运行设计.     

基于PR控制器的改进型虚拟同步发电机技术

电压控制型虚拟同步发电机技术(VSG)和电流控制型虚拟同步发电机技术是目前较主流的2种虚拟同步发电机技术。针对原有VSG技术对有功功率和无功功率的跟踪特性较差问题,提出一种改进型VSG技术。通过嵌入PR控制器,一方面可对有功功率和无功功率进行前馈补偿,以改善原有VSG的功率跟踪特性,使其能更好地适应并网,另一方面能实现在特殊情况下由改进的VSG平滑切换到原有VSG,以适应频率、电压快速变化的电网。在RT-LAB半实物仿真平台的实验验证了所提控制策略的正确性和可行性。