基于下垂控制的微电网并网转孤网的研究

针对微电网系统中分布式电源发电的随机性和间歇性,为了平抑分布式电源的功率波动,本文提出一种微电网能量管理系统,研究基于下垂控制的微电网并网转孤网的控制策略.该系统可以检测微电网系统内功率缺额,将锂电池储能变流器设置为下垂模式并智能跟随负荷变化,从而建立微电网过渡临时主电源.锂电池作为过渡临时主电源控制混合储能系统带动微电网内所有负荷,断开公共耦合点开关,起动柴油发电机,柴油发电机自动跟随锂电池储能变流器电压、频率后转为VF模式,由柴油发电机作为主电源带动微网内所有负荷.微电网能量管理系统切锂电池储能变流器为PQ运行模式,稳定实现微电网计划并转孤控制.     

柴储独立供电系统的功率协调控制策略

在利用柴油发电机组系统作为直接供电方式的一些地区,常规柴油机发电系统会由于负荷轻重的不稳定,而导致供电系统的工作状态也会因此不停波动。鉴于此种情况,提出了一种相对有效的优化方案,在发电系统中引入了储能电池和功率控制装置,用来协调控制整个供电系统的能量流动:在负载很轻时,储能电池独立逆变进行供电;负载较重时,以发电机的输出作为交流母线系统,储能电池和柴油发电机并联供电;当储能电池电量不足时,和用电负载一起作为系统的负载,发电机对其进行充电,从而确保柴油机发电系统能够高效稳定地工作。     

孤岛模式下的微电网频率的协调控制研究

针对由可再生能源发电系统、常规柴油发电机组和蓄电池储能系统组成的微电网,提出了一种适合微电网在孤岛模式运行时的频率协调控制策略。该策略将系统频率的动态调节过程分为动态支持、下垂控制和无差调频3个层次,对各微电源进行分层协调控制。在该控制策略下,当可再生能源发电功率或负荷大幅波动后,首先蓄电池快速地向系统提供动态支持,分担了柴油发电机的电磁功率,从而抑制了频率初期下降或上升的幅值;扰动初期过后,系统稳态频率先后在微电源的下垂控制和无差调频的作用下完成将一次调频和二次调频的任务。利用DIgSILENT/Power Factory仿真软件研究了微电网在有功扰动下的动态运行特性,仿真结果表明了所提出的控制策略可以在微电源有功出力或者负荷需求变化时,有效地协调控制柴油发电机和蓄电池的有功功率输出,提高了微电网在孤岛模式下的频率性能。     

独立微网系统的多目标优化规划设计方法

该文围绕包含柴油发电机、风力发电、光伏发电和铅酸蓄电池的独立微网系统中的容量配置问题,提出了包含微网全寿命周期内的总成本现值、负荷容量缺失率和污染物排放的多目标优化设计模型。该优化模型在控制策略上,考虑了多台柴油发电机的组合开机方式、储能电池与柴油发电机之间协调控制策略,以及系统备用容量等问题。在优化变量上,选取设备类型和装机容量同时进行设计。最后利用自主开发的微网优化设计工具,针对某独立海岛微网系统开展了不同目标组合、不同控制策略下的分布式发电单元和储能电池的优化配置方案研究。     

独立微网系统的多目标优化规划设计方法EI北大核心CSCD

该文围绕包含柴油发电机、风力发电、光伏发电和铅酸蓄电池的独立微网系统中的容量配置问题,提出了包含微网全寿命周期内的总成本现值、负荷容量缺失率和污染物排放的多目标优化设计模型。该优化模型在控制策略上,考虑了多台柴油发电机的组合开机方式、储能电池与柴油发电机之间协调控制策略,以及系统备用容量等问题。在优化变量上,选取设备类型和装机容量同时进行设计。最后利用自主开发的微网优化设计工具,针对某独立海岛微网系统开展了不同目标组合、不同控制策略下的分布式发电单元和储能电池的优化配置方案研究。     

基于微网综合实验平台的微电网关键技术实验研究

为了开展微电网关键技术研究,内蒙古电力科学研究院建设了微网综合实验平台,微电网主要包括光伏、风力发电机等新能源发电设备,充电桩等常投切的大负载和办公室电源等相对稳定的小负载。基于该实验平台,进行了离网运行时多PCS(功率调节系统)协调控制、混合储能平滑控制、光储一体化PCS、联络线功率控制等控制策略实验研究,结论为:离网模式下2台PCS在不同的负荷变化扰动下主电源出力稳定,主、辅电源的协调控制能够保证离网情况下微电网供电的可靠性;实验平台配置的超级电容器和电池的混合储能方式可实现平滑控制;采用不同的控制手段,通过对储能设备的充放电控制、分布式电源出力控制以及自动减载控制等,可达到平抑并网联络线波动的目的,将微电网变为可计划性输出的友好能源。     

含虚拟同步发电机的光/柴/储独立微网控制策略

为实现独立微网的长期稳定运行,提出了一种含虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的光/柴/储微网控制策略。在光伏电源侧配置储能组成光储发电系统,利用VSG技术控制逆变器将其虚拟为同步发电机,通过设计能量管理,将光伏瞬时出力和储能荷电状态反馈到VSG控制中,实时调整光储系统的有功和频率输出。柴油发电机与光储系统采用对等控制,共同参与微网的一次调频,维持微网有功平衡,同时由柴油发电机承担二次调频任务。最终实现了光伏电能的最大输出和储能设备荷电状态的控制,保证了独立微网的灵活控制和经济稳定运行。最后,通过Matlab/Simulink工具搭建了仿真模型,对相关分析和所提策略进行了仿真验证。     

含串联组合型微源的微网模式平滑切换控制方法研究

为保证含串联组合型微源的微网并网和孤岛两种运行模式的平滑切换,研究一种以串联组合型微源和超级电容器构成的子系统作为主电源,用飞轮电池保证不间断供电的微网协调控制方法。首先对系统结构进行简要说明。其次分析了微网模式切换时微源和复合储能的控制方法。最后以含两个串联子系统的微网为例进行Matlab/Simulink仿真分析。仿真结果表明,在复合储能的控制作用下,此微网在模式切换中能保持良好的电压和频率稳定性,从而验证了该控制方法的有效性。     

基于多时间尺度风储协同的微电网能量管理策略研究

文中在研究国内外储能系统配合间歇式能源协调控制策略的基础上,从分钟级与毫秒级两个时间尺度对微网能量进行协调控制,提出了储能系统的瞬时的波动平滑输出控制策略与长时间的计划输出控制策略,通过仿真搭建了包含风机系统、电池储能系统的仿真算例,验证了电池储能系统的平滑输出控制策略和储能系统的计划输出控制策略的可行性。     

飞轮及柴油发电混合储能系统应用于微网的仿真研究

性能及维护上的固有缺陷使蓄电池储能这种方式难以满足未来智能微网对储能系统的要求.本文利用飞轮储能系统具有无限次数的大功率充放电和柴油发电机组低成本、持续发电的特性,将飞轮及柴油发电混合储能系统应用于微网中;当微网正常并网运行时,通过控制飞轮储能系统及并网逆变器,可稳定网侧输入功率,起到平抑微型电源功率和负荷波动的作用;...     

独立直流微网能量管理控制策略

在直流微网控制系统中,维持母线电压稳定以及能量的合理分配对系统可靠运行具有重要的指导意义。针对基于光伏发电的独立直流微网系统,提出一种新的能量管理控制策略,根据光伏DC/DC变换器在不同光照条件下的控制策略,利用蓄电池储能单元作为支撑,通过蓄电池充放电时不同的能量管理控制策略,维持母线电压稳定,为直流负载提供电能,其核心是使光伏电池与蓄电池储能单元协调工作,确保直流微网的高效稳定运行,最后通过实验结果验证了所提出控制策略的正确有效性。     

多模式下风电直流微网功率协调控制策略研究

直流微电网系统的功率平衡是电网安全稳定运行的重要保证。综合考虑微网的运行方式和换流站功率裕量,将含有全功率笼型异步风电机组、储能蓄电池、交直流负载的直流微电网系统分为5种运行模式,即并网运行模式、限流运行模式、短时故障运行模式、孤岛减载运行模式和孤岛降功率运行模式。针对以上5种运行模式,提出一种基于多变量的功率协调控制策略。该策略根据并网变流器电流、蓄电池荷电状态以及直流电压的变化量自动协调各端换流站的工作方式,保证各工况下微网内部的功率平衡和直流母线电压的稳定。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中进行了仿真实验,验证所提出功率协调控制方法的有效性和可行性。     

石油钻机微电网混合储能系统的协调控制策略

针对石油钻机复杂的地质环境易形成跳钻或溜钻现象,提出将混合储能应用于石油钻机微电网以改善电能质量。基于蓄电池和超级电容不同的储能特性,为使功率合理分配,提出一种自适应滤波常数的控制策略。该策略根据储能装置的工作状态实时修正输出功率,并设置了过充过放及最大限值保护,使储能单元运行在合理区间。仿真结果表明该策略提高了储能装置的性能,延长了储能装置的运行寿命,且增加了石油钻机微电网系统的稳定性。     

基于2层协调调度的风光储柴优化配置研究

针对风光储柴微网系统中蓄电池放电深度过大的问题,采用了2层协调调度策略。在第1层柴油发电机与混合储能的协调中,在蓄电池荷电状态达到下限之前,预先启动柴油发电机参与平衡调节;在第2层混合储能的功率分配中,基于蓄电池和超级电容器的动态特性进行功率协调分配。根据上述协调调度策略,建立了风光储柴系统的优化配置模型,采用改进的遗传算法寻求最优配置方案。通过具体算例,验证了所采用的协调调度策略的正确性和有效性。     

混合型孤立微网全寿命周期经济性评估

混合型孤立微网具有节能环保、供电可靠性高等优点。针对包含风力发电机、光伏电池板、储能电池和柴油发电机的混合型孤立微网,结合全寿命周期理论,建立系统从投资建设、运行维护到回收利用全寿命周期内的经济性评估模型。提出了用于衡量混合型孤立微网全寿命周期经济性的评估指标。通过算例分析,研究了混合型孤立微网采用不同调度策略时的全寿命周期经济性情况,对比了混合型孤立微网与传统孤立供电系统全寿命周期经济性的差异。研究结果体现出混合型孤立微网在节能与经济性方面的优势,同时验证了所提全寿命周期经济性评估模型的可行性与有效性。     

基于相关性分析的微网分布式电源能量管理建模与仿真

为确保微电网安全、稳定运行,提高能源利用率,研究了基于相关性分析的微网分布式电源能量管理协调控制方法。根据微网能量管理系统特点,以确保符合电能质量标准的微网功率平衡、电压频率稳定、实现级别高负荷优先供电为控制目标,以满足微电源和储能装置功率需求为约束条件,构建了微网分布式电源能量管理模型。在此基础上,通过负荷Agent控制策略,基于微网分布式电源、线损及负荷间的有功功率相关性分析,合理配置微电网能量,实现微网分布式电源能量管理。算例仿真结果表明：所提管理控制方法可以显著降低用户运行成本,确保光伏发电和风力发电维持最大输出功率,保证微网频率和电压的波动符合国家标准偏差,其中电压波动幅度小于5%,稳定性极佳。     

基于下垂控制的微电网混合储能系统调频策略

在微电网运行过程中功率的波动会影响系统频率的稳定性,储能装置可以有效抑制频率波动。针对不同储能装置特性和SOC状态,本文提出一种新的基于传统下垂控制的混合储能系统控制方法,混合储能装置选用互补性强的蓄电池和超级电容,超级电容担任主要频率控制单元快速提供功率响应频率变化,蓄电池响应负载的功率变化,并参与频率的二次调节,另外还考虑了不同蓄电池的SOC状态,在控制过程中均衡蓄电池SOC。最后基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证所提策略的有效性。     

直流微网系统能量管理控制技术研究

构建了基于光伏发电、风力发电以及蓄电池储能的多电源直流微网系统。归纳总结出了系统的九种工作模式,提出了包括最大功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和直流微网系统的整体协调控制策略。根据分布式电源、电网、负载和蓄电池的工作情况,进行不同模式之间的转换,并完成相应的控制策略,实现了多电源供电的微网系统运营的可靠性。最后通过仿真证实了控制方案的可行性。     

考虑储能SOC的微网接口变流器VSG协同控制

储能系统是微电网的重要组成部分,而保证储能系统的荷电状态(SOC)良好则是储能系统乃至整个微网安全高效运行的技术关键。文中提出了一种基于虚拟同步机(VSG)控制的交直流混合微网接口变流器与储能SOC协同控制策略,用以提高混合微网的频率、功率稳定性和系统内各储能SOC的分配合理性。首先对交直流微网两侧分布式电源的下垂控制方式及子网特性进行了分析,之后基于此特性提出了应用于接口变流器的VSG控制策略提高了系统频率功率稳定性,并且在功率分配环节中加入储能系统SOC控制策略,使各子网间储能SOC状态达到平衡,优化储能系统状态。最后利用Matlab/Simulink搭建了交直流混合微网模型对文中提出的算法进行了有效性验证。