孤立微电网黑启动策略研究

为进一步提高微电网的供电可靠性,基于风光柴储的微电网,在充分考虑各种微源特性的情况下,对微电网黑启动中电源的选择进行了对比分析,选择柴油发电机作为黑启动电源;对比分析了微电网黑启动的并行/串行恢复策略,提出了一种改进的微电网串行恢复黑启动策略,并制定了详细的黑启动流程。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了仿真模型,仿真结果验证了该黑启动策略的有效性和可操作性。     

微电网黑启动研究综述

随着分布式电源技术的不断提升,微电网得到了快速的发展。为保证微电网的持续稳定运行,同时为大电网的恢复提供黑启动电源,微电网在孤岛运行状态下应具备快速黑启动能力。从微电网黑启动电源的选择和控制方法、微电网黑启动策略和微电网黑启动过程中存在的主要问题及相关措施等方面介绍了国内外在微电网黑启动方面的研究,为今后的微电网黑启动研究及其应用提供参考。     

微电网黑启动流程优化

黑启动是微电网系统的关键技术之一,针对现有黑启动方案对细节问题研究不深,缺乏突发状况的应对能力,易进入程序死循环情况,分析不同工况优化黑启动序列。     

微电网的黑启动研究

为了提高微电网供电可靠性,提出一种针对全黑的孤立微电网的黑启动方案。结合微源特性及其控制方式,对微源的黑启动能力进行比较,确定了黑启动微源的选取原则,给出了黑启动过程中有黑启动能力和无黑启动能力微源的控制方式要求。分析了微电网黑启动的并行/串行网架恢复策略,指出应采用启动速度更快的并行恢复策略,并制定了详细的黑启动操作流程。利用Matlab/Simulink建立各微源控制模型以及微电网仿真模型,仿真结果验证了微电网黑启动方案及其操作流程的可行性。     

计及微电网黑启动的虚拟同步发电机调频策略

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制策略应用到微电网调频过程中存在次振荡周期的问题,提出一种双阈值-全程自适应频率控制策略。该控制策略综合了自适应模型与负转动惯量的特性,建立了新的转动惯量函数模型,弱化了阻尼项的影响,在消除频率暂态过程次振荡周期的同时,简化了控制结构。为解决现有单一控制策略难以适用于微电网黑启动问题,在不影响微电网启动速度的前提下引入零起升压环节,将该控制策略的应用范围扩大到微电网黑启动过程。仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

孤立微电网的黑启动策略

利用多代理(Agent)系统,提出了一种针对全黑的孤立微电网的黑启动策略。参考电源及其他具有黑启动能力的微电源首先由微电网中心控制(MGCC)Agent以电压控制模式启动,再根据参考微电源的电压进行预同步后进行并联。接着,具有黑启动能力的微电源切换至PQ控制模式,其输出功率和电流被功率锁存功能锁定以避免切换振荡。最后,无黑启动能力的微电源被MGCC Agent以PQ控制模式启动,在与参考电源进行同步后并入微电网。MGCC Agent通过协调微电源的输出功率,使微电网可以高效、稳定地运行。微电网稳定运行后,由主网-微电网控制(GMGC)Agent恢复微电网与大电网的连接。利用MATLAB/Simulink建立微电网仿真模型,仿真结果验证了所提策略是高效、可行的。     

含钒电池的微电网作为黑启动电源的研究

随着可再生能源发电并网容量的增加,可再生能源对于电网的影响越来越大,电力系统也成为越来越复杂的网络并将面对更多的威胁。为了提高电网在崩溃之后实现黑启动的能力,对含有新型环保钒氧化还原液流电池(VRB)储能系统的微电网作为黑启动电源的可行性进行了讨论。仿真结果表明,在大电网遭到不可抗力原因崩溃之后,VRB储能系统能够快速有效地帮助微电网对电厂等重要负荷实施供电,可以与传统黑启动电源配合,从而缩短黑启动时间,减少相应的经济损失。     

含储能的多电源微电网在线动态黑启动策略

随着微电网中分布式电源（distributed generation,DG）种类和数量的增加，微电网黑启动策略也愈加复杂。综合考虑储能荷电状态（state of charge,SOC）及DG出力不确定性的影响，提出一种基于DG黑启动能力在线评估的微电网动态黑启动策略。首先，从DG自身启动特性和周围环境特性2个层面出发建立指标体系，用于评价电源黑启动能力；其次，采用主客观综合评价法在线计算DG黑启动能力评估值，确定对应时段各DG的启动顺序；然后，以恢复路径最短和重要负荷恢复最多为目标建立线路恢复数学模型，并引入DG有功出力预测值进行计算，更新该时段恢复路径及恢复策略；最后，在改进的IEEE 33微电网系统中验证了策略的有效性。     

基于改进V/f控制和虚拟振荡器的光储微网黑启动控制策略

针对光储电站黑启动过程中存在的母线电压冲击过大、多光伏逆变器相位不同步等问题,研究光储微电网结构和微源控制方式,提出变d轴母线电压参考值的改进V/f控制策略。基于构网型虚拟振荡器,设计三相电路多并联逆变器并网自同步控制拓扑和策略。建立微电网仿真模型,提出不同工况下黑启动过程母线升压、光伏逆变器相位同步、微电网功率平衡实验方案。结果表明,基于提出的控制策略和拓扑,不同工况下弱电网黑启动过程的母线电压冲击减低,冲击电压由额定电压的5%降至2%以内;并联逆变器相位不同步程度减少,多逆变器最大相位差降至1%以内;储能单元0.03 s内可快速响应光伏功率和负载变化,黑启动过程平稳实现。     

微电网黑启动中考虑DG特性与线路投入顺序的串行恢复策略

制定合理的孤立微电网黑启动恢复策略对于加快微电网的恢复进程、减少事故损失具有重要意义。提出了一种适用于微电网黑启动的串行恢复策略。首先分析了分布式电源(Distributed Generation, DG)与大电网中传统火电机组所不同的特性,在此基础上建立了基于变异系数法的DG黑启动能力评估模型,并用于选取黑启动电源。然后以线路重要度和节点重要度作为网架重构的指标,建立了网架重构优化模型,并采用遗传算法进行求解。在求解出目标网架后,以单位时间内恢复发电量最大为目标,进一步确定线路的投入顺序。最后通过算例的分析及结果验证了所提方案的有效性。     

适用于含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略

基于下垂机制的含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略的控制层级较多,层级间时间尺度相差较大,导致其暂态响应较差,应对本地负荷波动或下垂系数调整等扰动的能力不强.针对以上问题,提出了一种新型的含多并联逆变器微电网联络线功率分层控制策略.一层分散控制采用电压滤波跟踪误差的方法对系统公共耦合点(Point of Common...     

计及网络拓扑下微电网有功调节对电压控制的适应性分析

由于微电网电气联系紧密,且低压线路阻抗比较大,其电压水平不仅与无功功率相关,也与有功功率密切相关。为此,建立了节点电压与有功功率的关系模型,推导了有功-电压灵敏度矩阵。针对微电网中电源逆变器一次电压控制的调节能力有限等问题,提出了一种微电网二次电压模糊控制策略。通过节点有功-电压灵敏度建模,考虑了网络拓扑的影响;基于模糊控制理论,建立了通过调节有功功率进行微电网实时电压控制模型,丰富了微电网电压控制的手段。算例分析表明:当微电网中线路电阻与电抗之比较大时,各节点电压受有功功率变化的影响较大。应对实时功率波动引起的电压偏离,除传统的无功控制策略之外,通过调节分布式电源的有功功率,也可以有效地将各节点电压控制在允许范围内,从而提高微电网的电压质量。     

考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制

孤岛微电网在运行过程中对其输出电压、频率控制有较高的实时性要求。考虑孤岛微电网运行过程中易受负载投切、通信拓扑切换等多种干扰的影响,提出了一种改进的考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制方法,实现孤岛微电网输出电压、频率的有限时间调节控制。首先,在传统的有限时间控制算法中加入一项幂指数为1的跟踪误差控制项,构建孤岛微电网有限时间分布式一致性电压、频率控制算法,并且分别建立闭环随机系统模型。其次,通过Lyapunov稳定性判定方法验证所提方法的稳定性,并计算出有限时间上界表达式。最后,在Matlab/Simulink上通过仿真验证了所提控制方法的有效性。     

尼尔基发电厂黑启动试验

介绍了尼尔基发电厂的基本概况,同时鉴于黑启动试验的必要性,为提高尼尔基发电厂的供电可靠性,进行了黑启动试验,试验情况良好。     

微电网群频率调整的分层协调控制策略

针对分属于不同经营主体的微电网组成的微电网群,各微电网的经营目标、调频资源或调频能力等存在差异。为了使微电网群的频率调整达到调频任务的有序分担、调频费用的有序分摊以及调频经济性的有序达成等要求,分析了孤岛微电网群调频备用容量配备应遵循的规则,提出了微电网群频率调整的双层协调控制策略。第一层,各微电网中央控制器MGCC在微电网内部实施基于联络线功率偏差TBC的经济性调频控制,承担微电网自身有功变化所引发的调频任务,恢复系统频率和消除联络线交换功率偏差。当受扰微电网调频能力不足时,向上层微电网群中央控制器MGGCC申请微电网群互济频率调整辅助服务。第二层,MGGCC在微电网群层面实施基于恒频FFC的经济性调频控制,恢复系统频率。该策略可实现分属于不同经营主体的微电网群的频率调整控制的有序性和经济性。在频率分层调整过程中,各微电网承担自身扰动所引发的频率调整所产生的费用,包括自我调整和互济调整费用。算例结果验证了所提控制策略的有效性。该策略思想可为微电网群的设计、组网、运行与控制等工作提供参考借鉴。     

一种新型模块化交直流混合微电网拓扑优化设计及研究

微电网是促进分布式电源与可再生能源大规模接入电网的有效手段。针对微电网模块化接入及与大电网友好互动的设计运行需求,提出一种利用背靠背变流器对交直流混合微电网进行模块化封装组网拓扑,并研究了该拓扑多目标、多状态运行控制策略。通过合理设计蓄电池-超级电容器混合储能系统结构及在微电网中接入位置,蓄电池和超级电容器可发挥各自优势为微电网多模态运行提供快速功率/能量支撑。仿真分析表明,所提出的模块化微电网组网拓扑及其运行控制方式是切实可行的,不仅使得并网/孤岛双模式无缝切换成为微电网自然属性,同时还可实现微电网整体有功/无功精确调度,使得微电网成为多特性电源/负荷模块与大电网进行“友好”功率交互。     

苏丹电网的黑启动

研究了苏丹电网的黑启动方案,通过分析苏丹电网运行薄弱环节,比较多个黑启动的实施方案,总结出苏丹电网黑启动过程中应遵守的基本原则和需要考虑的诸多因素,为保证苏丹电网的稳定运行提出了可靠性的建议。