基于权重控制法的微网离网控制策略

微电网在离网方式运行时,通常都采用下垂控制,但是在电能质量要求较高的状况下,负荷的增减过度易使微网系统的频率暂态响应失稳,微电网母线电压发生变化,分布式电源输出电流严重畸变以及逆变器输出功率发生波动,甚至造成系统电网崩溃。针对这些不利情况,文章首先分析下垂控制策略,并且提出一种权重控制策略,进一步分析改进控制策略对微网稳定性的影响。最后在Matlab平台上进行仿真验证,结果表明在负荷发生变动时,所提出的控制策略能更好地提高系统的稳定性。     

模式转换下分布式电源接入微电网的控制策略研究及仿真

分布式电源的建模及微电网的控制策略是当前的研究热点,针对模式转换下分布式电源接入微电网控制策略选择的研究较少。孤岛和并网模式下应选择不同的控制策略,同时在一个微电网中加入多种分布式电源的控制复杂,难度比单一分布式电源接入要大。文章分析了微电网的特殊性,进行了不同的控制模式的比较。孤网时选择主从控制模式作为微电网的控制策略可以适应微电网不同运行方式的需要;并网时分布式电源可采用PQ控制。根据在并网模式下的运行特点提出各个分布式电源的PQ控制策略,建立了含光伏电池、风力发电机、微型燃气轮机的微电网模型。仿真分析了孤岛运行下和日照环境改变时微电网的并网运行特性,结果证明了控制方式的恰当选择能使微电网在不同运行模式下对于大电网可控且动态性能优良,并网时不会对大电网产生大的冲击。     

孤岛电网频率变化下分布式电源控制策略

针对微电网孤岛运行模式,传统分布式电源网侧逆变控制策略对微电网频率变化响应不足,分别提出微电网整流与逆变的新型控制策略。分析微电网频率变化下分布式电源的暂态特性,设计一种改进的分布式电源发电侧控制策略,保证分布式电源直流母线电压稳定。变换器网侧采用基于虚拟同步发电机控制策略,并对励磁电流进行补偿,协助孤岛电网频率恢复稳定。用PSCAD/EMTDC对分布式发电系统进行了建模仿真,验证了所提控制策略的有效性和可靠性。研究结果实现了分布式电源在微电网频率变化下的及时响应,所提控制策略对微电网频率波动具有较好的抑制作用。     

含多种分布式电源的微电网稳定运行控制技术

新能源发电技术持续发展,在满足电能需求的同时,也能解决日益凸显的环境问题,因而越来越受到重视. 受分布式电源间歇性、波动性、不可预测性等因素影响,高渗透率的分布式电源势必会影响大电网.为解决上述问题,就需要对微电网进行有效控制.基于微电网稳定运行,分析微电网结构、运行控制策略以及分布式电源控制方法等关键技术,提出一种并网、孤岛两种运行模式转换原理.     

利用电动汽车移动储能的微电网经济运行优化策略

针对传统微电网固定储能配置容量大、成本高、推广困难以及电动汽车直接入网的无序充电难题,创新性地将含分布式电源的传统微电网结构和电动汽车充电站结合起来,建立电动汽车作为移动储能的新型微电网结构,提出了新型微电网的调度控制策略,实现微电网和电动汽车的有机融合,减少微电网中固定储能装置的配置容量,提升电动汽车的储能效益,实现微电网经济高效运行。     

电网友好型微网经济运行分析

从传统的负荷侧挖掘电网运行潜力,分析电网友好型微网响应电网运行需要的能力。通过微网内各类分布式电源的优势互补,发挥电动汽车的移动储能功能消纳随机性电源出力波动性,使微网出力在一定范围内具有可伸缩性。建立了微网经济运行模型,分析微网响应外部系统负荷特性的能力。算例结果表明微网在协调各类电源出力的方式下可消纳其内部间歇性电源,并能良好地完成系统调度计划,可调度性潜力巨大。     

需求侧响应下的微网源-网-荷互动优化运行

微电网是利用可再生能源的主要方式之一,是典型的"源-网-荷"一体化系统,与智能电网、需求侧管理、分布式电源等技术联系紧密,目前已经成为能源研究的重要领域。本文通过考虑微网内源侧的不同类型分布式能源运行特点、负荷侧的不同类型需求侧响应方式以及网侧的电压约束等,建立了微网源-网-荷互动优化运行数学模型,通过滚动优化算法进行仿真分析。算例分析表明,利用本文提出需求侧响应下的管理系统模型,不仅提高了电网用电的经济性和环境友好性,而且降低了微网的负荷峰值和负荷冲击,提高了用电效率。     

基于电动汽车充放电特性的交直流微网控制策略

微电网内功率波动会对微电网系统的安全稳定运行产生巨大影响。在交直流微电网中,为了充分利用分布式能源发电,结合电动汽车充放电特性,维持系统内功率平衡,提出了基于电动汽车充放电特性的交直流微网频率控制策略。通过模拟包括风力发电、光伏和柴油发电机等分布式电源的功率出力,调节微电网中电动汽车充放电频率,来平衡微电网负载。仿真给出了在一天的时间内调节含电动汽车的微电网上频率系统,改善了微电网的供电质量。仿真结果验证了系统的有效性。     

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。     

含多种分布式电源的微电网分层控制策略

随着分布式电源接入微电网数量的增加,微电网系统的稳定性受到了很大的影响;微电源的运行特性及控制方法、微电源的接人点和容量、微电网运行方式和控制方法、电力电子装置、储能设备和负荷特性等都会影响到电能质量。为了改善微电网的电能质量,提出了包括上层中心控制器及下层分布式电源信息交互的微电网分层控制策略。微电网中的分布式电源控制由下垂控制、功率控制、电压和电流控制组成。通过Matlab/simulink仿真,对微电网运行中各分布式电源的功率、电压和频率的变化规律进行了分析。仿真结果表明:分层控制策略能使各分布式电源之间较好地协调,满足了改善电能质量的要求。     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

The impact of vehicle-to-grid on the distribution grid

Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) can be connected to the power grid. The power flow of this connection can be bidirectional, so vehicles can charge and discharge. This vehicle-to-grid option can aid to improve grid efficiency and reliability. A simulation covering an entire day is essential to obtain an accurate assessment of the impact of PHEVs. It is important to know when, statistically, vehicles are available for charging or discharging. In this work is shown that uncoordinated charging of PHEVs in distribution grid can lead to local grid problems. Therefore, coordinated charging and discharging is investigated and a voltage constraint is implemented. These vehicles can support the grid in terms of voltage control and congestion management. In that way, the distribution grid can handle more PHEVs without reinforcements. Distributed generation units are more common nowadays in the distribution grid with some of these generation units based on intermittent renewable resources. This paper shows that there could be a good combination with PHEVs as they can provide storage to take care of the excess of produced energy and use it for driving or release it into the grid at a later time. In that way, consumption and generation are more efficiently matched.     

基于卡尔曼滤波的微电网同步并网研究

提出了一种基于卡尔曼滤波的同步并网控制策略,以解决微电网与大电网同步并网过程的各分布式电源间协调控制及平滑、快速并网的问题。通过计算微电网前一次状态和本次状态的差值,利用卡尔曼滤波算法预测下一状态是否达到并网要求,使微电网实现平滑、快速并网。仿真结果验证了该方案的有效性。     

计及电池老化的电动汽车储能频率响应控制

电动汽车入网后,不仅可以作为可控负荷充电,还可以作为分布式储能单元为电网提供辅助调频服务。在满足电动汽车用户充电需求的基础上,充分考虑储能电池循环充放电老化容量的衰减和可接受功率能力的降低,提出了一种计及电池老化衰减的电动汽车储能频率响应控制策略。该控制策略量化分析了电动汽车锂电池老化过程中容量衰减和功率能力变化,精确估计电池储能状态SOC,实时更新电池可接受最大充放电功率,有效避免了辅助调频过程中荷电状态超限和充放电倍率过大对电池造成的不利影响。通过算例分析验证了所提电动汽车储能频率响应控制策略为电网提供辅助调频服务时,在满足用户充电需求的前提下,有效地减缓了电动汽车动力电池寿命的衰减。     

面向电动汽车集群实时充放电优化的分群调度机制

大规模电动汽车无序充电会加剧电网的峰谷差,并影响电能质量和变压器寿命。文章从群体的角度考虑分布式控制框架下电动汽车实时充放电优化的互动调度策略,根据接入电动汽车不同的充电需求,提出以充电结束时刻为分群特征的实时调度方法,并采用双层优化模型求解集群整体和单辆电动汽车的最优充放电功率问题。上层以日负荷波动和调度惩罚最小化为目标,建立考虑电动汽车充放电的大规模集群实时互动调度模型。下层考虑电动汽车车主的充放电成本,求解单辆电动汽车充放电功率的最优跟踪问题。以典型的区域配电网负荷数据为例,通过仿真验证了分布式控制下的实时充电优化策略可以保证电网的可靠运行,同时兼顾各方利益。     

一种基于有界不确定性和扰动估计器的大功率充电桩控制策略

大功率充电桩接入电网是实现多电压等级电动汽车充放电的关键设备,但因电动汽车的即插即用需求和充电功率冲击特性,大功率充电桩接入将对电网运行稳定性带来挑战。提出基于不确定性和扰动估计器（uncertainty and disturbance estimator, UDE）的大功率充电桩控制策略。首先,在大功率充电桩双主动全桥换流器（dual active bridge, DAB）模块采用虚拟直流电机控制策略,实现对直流电压的基本控制。然后,考虑电动汽车投切对电网稳定运行的影响,基于LC滤波器建立UDE补偿控制环节,对滤波单元动态误差进行反馈,将其输出量作为补偿分量,实现对直流母线电压的补偿控制,从而有效提升直流电压稳定性。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建充电桩系统仿真模型,其仿真结果验证了所提控制策略的可行性。     

四桥臂有源滤波器在改善微网电能质量中的应用研究

随着电力市场的逐步形成,分布式发电构成的微电网因具有充分利用能源、发电灵活,投资较小等特点而飞速发展。但由于其采用整流逆变元件,接入电网给电网电能质量带来了较大的影响。主要针对微电网产生的谐波对电网的影响而设计了四桥臂有源滤波器来消除微电网接入对电网的谐波影响,首先分析了微电网接入产生谐波的原因,接着介绍了四桥臂有源滤波器的工作原理和控制策略,在最后对四桥臂有源滤波器的对微电网接入电网产生的谐波抑制效果进行了仿真分析,仿真分析结果仿真结果证明了所提出的四桥臂有源滤波器结构和控制策略的可行性。     

分时电价机制下计及用户需求响应的微网优化调度模型

为充分利用分时电价特点解决微网优化调度问题,提出基于用户需求响应的微网系统模型,在此基础上,综合考虑微网系统各部分运行特点及成本,构建分时电价机制下微网系统优化调度模型。采用遗传算法优化分布式电源出力、储能系统充放电策略以及微网与主网的能量交互,促进主网的削峰填谷,实现电力资源高效配置。最后以某微网系统典型负荷日运行调度为例,验证了所提模型的有效性。     

电动汽车与电网互动协调控制策略研究综述

大量无序接入的电动汽车会对电网产生巨大的影响。电动汽车,尤其是具有V2G（VehicletoGrid）功能的电动汽车将会成为智能电网的重要组成部分,一方面能够减小随机充电负荷对电网的冲击,另一方面,电动汽车的移动储能特性又会为可再生能源协调发展提供平台。介绍了近几年电动汽车与电网互动在协调控制策略方面的研究成果,并对电动汽车参与电网互动的控制策略提出了建议。     

规模化电动汽车有序充电分层控制策略研究

电动汽车作为一种特殊电力负荷大规模投入电网后,对其有序充电策略进行研究,能够降低充电负荷对电网的冲击、平抑负荷波动,降低用户充电费用。文中以电动私家车为研究对象、居民小区为应用场景,提出了一种上层根据居民小区的充电需求与负荷方差最小的优化目标确定功率指导曲线、下层同时考虑下发的指导曲线以及充电站峰谷差最小的优化目标来满足用户充电需求的有序充电优化方法。分析充电模式等因素对电动汽车(Electric Vehicle,EV)充电负荷的影响,并基于蒙特卡洛方法进行充电负荷预测的计算;提出了电动汽车有序充电的分层控制架构,并建立了能够平抑总体负荷波动、降低变电站负荷峰谷差的双层优化模型,采用粒子群算法进行计算;以某居民小区为例进行仿真计算,对比电动汽车在不同渗透率下使用该优化充电方法前后的结果。结果表明,该控制策略使充电负荷的高峰期往后推迟至基础负荷的用电低谷期,实现了负荷曲线的“削峰填谷”,且随着渗透率的增加,在降低负荷峰谷差、平抑负荷波动方面的优化效果更好;在充电费用方面,有序充电情况下充电费用减少了29.0%,降低了电动汽车用户的充电负担。