微网运行模式平滑切换的控制策略研究

针对微网孤岛与并网运行模式的特点,提出了一种实现微网运行模式平滑切换的控制策略,即在基本下垂控制器中增加下垂额定点调节环,通过该环路的投切实现并网与孤岛控制模式的平滑转换,微电源并网为PQ控制,孤岛为下垂控制。设计了逆变器预同步控制单元,有效地抑制微电源并联过程的冲击电流,使并网过程平稳安全。在此基础上,提出一种微网运行模式相互切换的控制流程,并对微网运行模式切换以及孤岛和并网状态下的若干运行工况进行了仿真实验,验证了控制方法与切换流程的有效性。     

微网运行模式平滑切换的控制策略研究

针对微网孤岛与并网运行模式的特点,提出了一种实现微网运行模式平滑切换的控制策略,即在基本下垂控制器中增加下垂额定点调节环,通过该环路的投切实现并网与孤岛控制模式的平滑转换,微电源并网为PQ控制,孤岛为下垂控制.设计了逆变器预同步控制单元,有效地抑制微电源并联过程的冲击电流,使并网过程平稳安全.在此基础上,提出一种微网运行模式相互切换的控制流程,并对微网运行模式切换以及孤岛和并网状态下的若干运行工况进行了仿真实验,验证了控制方法与切换流程的有效性.     

多微网解列运行模式切换控制方法研究

在切换多微网的解列运行模式时,由于对电势差控制不足,导致运行模式切换后的电网频率出现波动、切换不平稳的情况,因此提出多微网解列运行模式切换控制方法。首先对多微网中的逆变器进行下垂状态调整,保证切换后的有功、无功功率平稳。然后用PQ方法来消除下垂控制对电流内环的影响,同时切换多微网的运行模式,以保证电流稳定输出。但使用PQ方法后容易出现输出相位不同步的情况,需要使用相位控制对多微网进行电势差平衡,完成多微网运行时的模式切换控制。最后为了验证研究方法的可行性,使用文献[1]、文献[5]、文献[6]及所提研究方法,分别仿真多微网进行孤岛-并网、并网-孤岛的模式切换,并进行分析。仿真结果显示,研究方法有效地控制了切换时的电网频率,切换平稳,具有一定的可行性。     

基于虚拟同步发电机的微网运行模式无缝切换控制策略

对于采用对等控制策略的微网系统,如何实现孤岛/并网运行模式间的无缝切换是一项亟待克服的技术难点。文中首先介绍微网系统的基本结构与工作模式,针对微网孤岛与并网运行模式的特点,提出一种满足微网孤岛/并网切换的虚拟同步发电机(VSG)控制策略。其次,为了适应微网的并网运行特性,提出一种基于控制器状态跟随的并行切换方法,即PQ控制的电流源模式和VSG控制的电压源模式的相位和电流指令都实时跟踪,为PQ/VSG控制模式间的无缝切换奠定基础。最后,建立微网系统的仿真模型和实验平台,共同验证了所提控制策略和并行切换方法的有效性。     

微网系统运行模式平滑切换控制策略

针对对等结构的微网系统,提出了一种在联网运行模式和孤岛运行模式下平滑切换的控制策略。首先,微网中储能逆变器在两种运行模式下均采用下垂控制方法,孤岛发生时逆变器无需切换控制算法,减小了两种运行模式切换过程中的暂态响应。其次,提出基于分层控制和电压频率恢复控制的微网预同步控制方法,实现了微网系统由孤岛运行模式向联网运行模式的平滑切换。给出了微网逆变器、微网系统二次电压频率恢复控制和预同步控制算法的详细理论分析,最后通过实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

光伏发电接入微网运行控制仿真研究

微网中可能含有多个控制特性不同的分布式电源,其中光伏发电一般采用PQ控制策略,实现有功和无功功率的指定控制.直流稳定型电源采用Droop控制策略,按下垂特性调节频率和电压.在Matlab/Simulink仿真环境中建立PQ和Droop两种控制策略的模型,通过仿真算例获得微网运行特性,仿真表明综合采用两种控制策略能够在微...     

基于鲁棒下垂控制策略的微网平滑切换

针对传统下垂控制作用下微网的运行状态平滑切换问题,利用滑模控制算法设计新的鲁棒下垂控制策略,通过增加滑模补偿控制环节来提高传统下垂控制的鲁棒性。首先采用相角-电压设计下垂控制,然后根据下垂控制结构和有功功率动态方程,建立非线性状态空间方程,应用滑模控制算法设计非线性补偿控制器,将该控制器产生的补偿信号附加到电压环上,使得微网运行状态切换时的功率振荡减小,保证微网暂态运行稳定性。算例结果验证了所提策略的有效性。     

微网综合控制与分析

考虑到微网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计。基于下垂特性的电压/频率(V/f)控制实现了负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,且在微网孤岛运行时能为微网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制。通过对微网孤岛运行模式和联网运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷以及微网内某一电源功率变化3种情况下的运行特性进行分析,获得了微网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f综合控制策略的正确性和有效性。     

低压微网控制策略研究

为了避免微网运行模式变化时控制策略的切换,实现微网的平滑过渡,对传统的P-f和Q-V下垂控制进行改进,实现了并网运行时基于下垂控制的间接恒功率控制方式。并在脱网过程中采用了控制参数自动调节机制,以减小微网大功率不匹配引起的电压波动。分析了基于频率和幅值参考值正反馈的同步并网控制原理,在维持分布式电源输出功率的前提下利用下垂控制完成微网的同步并网。低压微网仿真结果表明,提出的控制方法能够有效地加快脱网过程中的电压调节速度,实现孤岛运行微网的平滑并网,降低运行模式变化给微网带来的冲击。     

微网运行模式的平滑切换控制方法研究

微电网存在两种运行模式,即并网运行模式和孤岛运行模式,两种运行模式的平滑切换是微电网安全稳定运行的重要保障。文中主要从两个方面考虑微电网运行模式的平滑切换,一方面是系统级微电网整体控制策略,采用主从控制和对等控制相结合的综合控制方法,另一方面是局部微电源控制策略,提出一种下垂系数随微网频率和电压动态变化的改进下垂控制,同时为实现微电网孤岛运行模式向并网运行模式的平滑切换设计了预同步控制器。最后通过MATLAB仿真表明,该方法不仅可以实现切换过程中电压和频率的稳定,而且还能减少微电源控制方式的切换次数,在一定程度上减小了控制方式切换失败的可能性,从而提高了微电网运行的可靠性。     

基于储能广义控制算法的微网并/离网平滑切换控制策略研究

该文提出一种适用于储能并网逆变器的广义控制算法,实现微网并/离网平滑切换。该算法基于逆变器分层控制结构,利用被控制对象逆模型、二自由度控制原理,将储能系统部分传函"单位化",消除微网不同运行模式下控制层的结构差异,实现储能输出电流所含有害扰动量的动态全补偿。针对储能控制系统应用层,由于储能系统部分传函单位化,储能单元PQ控制时可实现系统电压所含有害扰动量的动态全补偿;下垂控制时通过引入微网电压、频率前馈补偿项,抑制孤岛微网电压、频率波动,并消除分布式电源输出电流及负载电流所含有害扰动量对应用层的影响。与此同时,控制层广义结构还可以避免微网运行模式切换时储能单元产生的暂态振荡,削弱切换过程对微网内分布式电源及敏感负荷的影响,最终实现微网运行模式平滑切换。为进一步验证所提控制算法的正确性与有效性,在Matlab/Simulink软件平台搭建了微网仿真系统,并对微网计划性与非计划运行模式切换进行仿真分析。     

微网运行模式无缝切换控制技术研究

微网有并网和离网两种运行模式,实现两种运行模式间的无缝切换是保障系统稳定运行的关键。文中首先介绍了微网的系统模型与工作模式,然后分别介绍了基于虚拟同步发电机(VSG)的无缝切换控制技术和基于下垂控制(droop control)的无缝切换技术,最后在PSCAD中搭建了微网系统的仿真模型,验证两种控制技术的可行性,对比分析了两个切换过程的控制效果,由仿真结果得出基于VSG的无缝切换控制策略更适用于微网的并离网切换。     

独立交流微电网中储能电池与微型燃气轮机的协调控制

在独立交流微电网系统内,微型燃气轮机与储能蓄电池的协调控制是保证独立微电网稳定运行的关键。首先建立了光伏、微型燃气轮机、蓄电池的模型;再根据不同微电源的特性,采用下垂控制或PQ控制的控制方法;然后,建立了微型燃气轮机与蓄电池的协调控制,针对切换过程中的短时停电,提出微型燃气轮机与蓄电池间的无缝切换控制策略;最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件上进行了仿真验证。仿真结果表明所提协调控制方法能保证在切换过程中对系统的冲击小,影响时间短,实现了无缝切换。     

基于状态跟随器的微电网平滑切换研究

微电网有主从结构和对等控制两种常用结构,运行状态分为并网运行和孤岛运行方式。在微电网运行状态切换时,基于主从控制结构的微电网通常在并网运行时采用PQ控制,孤岛运行时采用V/f控制;基于对等控制结构的微电网通常采用下垂控制。综合考虑主从结构和对等结构的特点,采用了将下垂控制和V/f控制相结合的混合控制策略,并结合改进的电流环控制器结构以及状态跟随器的设计来解决微电网平滑切换的问题。在MATLAB/simulink平台上搭建微电网仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

高压微网运行模式切换控制策略

以未来可再生电能传输和管理(FREEDM)网络为研究对象,提出一种新型电压模式控制策略,用于实现FREEDM网络联网与孤岛模式间的切换。由于始终将并网逆变器控制为电压源,因此避免了运行模式变化时控制策略的切换,并采用改进的相角下垂控制取代传统频率下垂控制,使微网频率与输出功率分离,降低切换难度。联网运行时,将功率偏差作为反馈量加入到下垂控制环节,实现逆变器的恒功率输出。重新设计同步调节器,使微网进入联网模式时准同期并网,进入孤岛模式时降低脱网过程对微网的冲击,实现平滑过渡。仿真分析表明,本文所提出的控制策略可实现快速同步调节,切换过程公共连接点处(PCC)冲击电流较小,可以很好地稳定微网电压和频率,并有效抑制微网电源间环流。     

基于钒电池储能的微网平滑切换与稳定分析

首先研究微电网并网和离网运行方式控制策略,并网运行时采用PQ控制,离网运行时采用下垂控制,分别在并网切换为离网运行时设计了孤岛检测装置,在离网切换为并网运行时设计了预同步控制单元,钒电池储能技术保证切换过程平滑。然后,通过建立各个模式下的小信号模型,进行小信号稳定性分析,求解出合适的PI参数。最后,利用PSCAD/EMTDC软件建立10 k W微电网系统的仿真模型,仿真结果表明了控制与切换方法的有效性,输出谐波含量少,并且当负载发生突然增大20%的情况下,系统仍然能够稳定运行,进一步表明了系统参数选择的正确性。     

微电网中并列运行逆变器控制策略研究

考虑到微网内分布式电源的多样化和分散性,提出一种PQ控制与基于下垂特性的电压电流控制相结合的控制策略。PQ控制可以实现间歇性微源的最大能源利用率,基于下垂特性的电压电流控制在微网运行模式或结构发生变化时,可以很好地实现负荷功率共享,以维持微网频率和电压的稳定。此控制策略既可以在并网模式下运行,也可以在孤岛模式下运行。 并在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了微电网仿真模型,验证了此控制策略的正确性和有效性。     

基于改进下垂控制微网快速平滑并网/离网控制策略

微网在并网与离网两种运行模式进行切换时或造成系统的暂态冲击与振荡,对系统的稳定运行造成严重的后果。本文研究了下垂控制策略应用于微网系统快速平滑并网/离网的可能,提出了参考功率追踪实际计算功率的改进型下垂控制,抑制了微网两种运行模式切换时引起的暂态冲击。在此基础上,设计参考功率控制器在微网孤岛运行时,令参考功率为固定值,...     

微电网系统无缝切换策略研究与仿真

微电网是由多种类型分布式电源和负荷构成的整体,具有运行灵活、管理方便、能量利用率高等特点,是智能配电网发展的关键环节之一。与传统配电网不同,微电网存在两种典型运行方式,即并网运行和孤岛运行;两种运行模式之间的自动、无缝切换在微网控制系统中占有重要地位。本文以微电网主从控制为基础,并网运行时分布式电源采用PQ控制方式,孤岛运行时主分布式电源采用v/f控制方式,而其他分布式电源保持PQ控制方式不变。研究微电网在并网运行与孤岛运行两种方式间切换的控制策略;通过调整公共连接点处输出电压的相角和幅值实现孤岛到并网的无缝切换,通过调整公共连接点处输出电压初相角为切换时刻电网电压相位实现并网到孤岛的无缝切换。并利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证无缝切换控制策略的有效性。     

虚拟同步发电机的并网功率控制及模式平滑切换

现有控制策略难以在电网频率发生波动时实现并网虚拟同步发电机(VSG)的恒功率控制与惯量、阻尼支撑相互协调控制。针对此问题,提出一种VSG的PQ控制模式,使得并网状态下VSG能够实现稳态恒功率运行,同时在动态过程中可以为系统提供惯量支撑。对比分析VSG功率环模型与基于虚拟功率的锁相环模型,提出将功率环模型校正为有零点典型二阶系统,在保持同步机制的同时实现电网频率扰动下VSG的PQ控制模式。通过比例—积分(PI)环节与惯性环节的切换以及参数设计来实现恒定稳态有功功率控制与频率下垂控制之间的平滑切换;从输入和扰动响应这2方面对恒定有功功率控制与频率下垂控制模式进行对比分析。最后,对这2种模式的稳定运行与平滑切换进行了仿真和实验验证。结果表明:PQ控制模式的有功功率控制稳态性能明显优于频率下垂模式,动态性能则弱于频率下垂模式。