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。     

一种直流微电网多模式能量管理策略研究

直流微电网因其能量利用率高、环境友好和经济性高的特点,在电网中将扮演越来越重要的角色。直流微电网运行模式多,内部分布式电源功率波动大,运行可靠性有待提高。文章提出一种直流微电网多模式能量管理策略,依据大电网工作情况以及直流微电网和大电网之间是否存在功率流动,将直流微电网与大电网相连时的运行模式分为主动并网、从动并网和离网模式三大类,根据每种模式下系统各单元之间的功率关系细化能量协调控制,既在从动并网模式下充分利用储能装置出力维持微电网功率平衡,提高并网时微电网的自主调节能力;又通过主动并网模式下储能装置蓄能,间接提高微电网离网时的独立调节能力,从而同时提高微电网的离并网独立运行能力。最后,用几种典型工况的仿真实例验证所提能量管理策略的可行性。     

基于双重保护的微电网接入设计

为提高分布式电源和微网并网的安全性,以及微网离网到并网同期操作的可靠性,本文提出了一种双重保护的微电网接入配电网设计方案。针对微电网接入配网的离并网状态转换进行了深入的分析与探讨,并给出了该设计方案的实施策略。该方案一方面提高了并网微电网的可靠性,另一方面也很好地解决了微网离并网转换同期的问题。     

交直流混合微电网组网和控制策略的研究与应用

深入研究适用于微电网的关键技术和能源管理,能够完成分布式能源的最大利用,实现微电网与大电网间能量交换的智能化、自动化和高效化。对交直流混合微电网的组网拓扑、并网/孤网运行及能量调度进行研究分析,提出了负荷控制策略、平抑新能源波动策略、孤岛运行策略、移峰填谷策略与并离网切换策略。本文的研究成果已成功应用于某公司自主建设的微电网示范工程,为分布式能源的并网研究提供了平台。     

单/三相光储型多微网并离网切换策略

随着微电网工程的推广应用,多个地域邻近的单微电网因某种需求而互联形成多微网系统。由于多微网系统拓扑结构复杂,具有多种运行模式,如何实现多微网系统在多种运行模式下灵活无缝切换成为亟待解决的问题。针对单/三多微网系统,提出相应的并离网切换策略,包括主动并网转离网、被动并网转离网和离网转并网策略。其中并网转离网切换策略针对单相微电网接入引起的离网多微网系统三相功率不平衡问题,提出单/三相多微网联络线功率调节算法;离网转并网策略考虑系统容量提出并网顺序方案。最后基于广东省绿色能源技术重点实验室(CET LAB)多微网平台对所提策略进行实验验证,证实了所提策略的有效性和实用性。     

微电网孤岛运行模式下的协调控制策略

微电网是一种特殊形式的有源配电网,为大规模分布电源控制提供了一种有效方法.微电网能运行在并网和孤岛状态,并网时可以从主网吸收电能或向主网提供电能,当主网发生电能质量事件时,微电网能从主网脱离单独运行.微电源和存储设备必须协作才能维持微电网孤岛运行.列举并讨论微电网孤岛运行,总结不同作者提出的微电网协调控制策略,对这些不同的控制方法进行比较,提出应根据微电网不同运行模式和影响因素对分布式电源采用不同控制策略.     

基矛孤岛检测的微电网并离网切换控制技术

针对分布式发电系统中并离网切换控制和孤岛检测问题,提出并实现了基于孤岛检测的微电网并离网切换控制技术。分析了当微电网系统外部电源发生故障时,系统切换至离网运行状态,在并离切换过程中,利用快速孤岛检测技术,通过并离网控制器实现微电网快速孤岛检测与整体隔离,实现微电网由并网到离网无缝快速切换,确保重要负荷不间断供电的可能性,并用实际事例验证了该技术的有效性。     

基于孤岛检测的微电网并离网切换控制技术

针对分布式发电系统中并离网切换控制和孤岛检测问题,提出并实现了基于孤岛检测的微电网并离网切换控制技术.分析了当微电网系统外部电源发生故障时,系统切换至离网运行状态,在并离切换过程中,利用快速孤岛检测技术,通过并离网控制器实现微电网快速孤岛检测与整体隔离,实现微电网由并网到离网无缝快速切换,确保重要负荷不间断供电的可能性,并用实际事例验证了该技术的有效性.     

一种微电网并/离网运行模式统一控制策略

微电网在并网和孤岛两种运行模式切换过程中,需要改变控制结构,容易造成电压和电流突变,影响系统稳定运行。为此,提出了一种微电网并/离网统一控制策略,将分布式电源(distributed generator,DG)控制为电流控制电压源(current controlled voltage source,CCVS),同时适用于并网、孤岛两种模式,模式切换过程中无需孤岛检测和控制策略切换,能较好地解决微电网无缝切换问题,并且保证并网时DG恒功率输出,孤岛运行时频率、电压稳定,负荷功率均分。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

基于自适应人工鱼群算法的微电网优化运行

针对含风、光、储、微型燃气轮机和燃料电池的并网和离网型微电网,综合考虑燃料、电能交互、投资折旧、维护及环境成本等变动成本,使系统在一个调度周期内的总运行成本最低,建立了微电网多目标经济优化模型。采用约束优化自适应人工鱼群算法(AFSA),求得一个调度周期内各分布式电源的最佳出力及运行总成本,并与基本人工鱼群算法求得的结果作对比。仿真结果表明:改进的算法具有收敛速度快和精度高的特点。     

微电网调度控制器研制及应用

本文研制了应用于微电网与主网协调运行的微电网调度控制器,可实现微电网内分布式电源的协调调度与稳定运行,并可根据配电网主站制定的微电网能量管理策略结合微电网实际运行情况对其进行相应的控制。研制的装置在现场实际投入了运行,本文分析了微电网系统并网和离网运行两种情况时该装置的实际应用效果。     

基于蝙蝠算法的微电网优化研究

针对微电网运行的多目标优化问题,提出了蝙蝠算法优化微电网的运行策略.首先建立微电网系统运行的数学模型,以微电网简化模型为研究对象,根据一年中不同典型日负荷情况,分别在其并网和离网状态下,以发电成本最低和环境污染费用最低为目标函数,使用蝙蝠算法对算例进行求解分析,对各个分布式电源在不同时刻的出力进行优化,使日综合发电成本...     

基于DIgSILENT软件的微电网平滑切换的研究

实现微电网并网/孤岛运行模式平滑切换是保证微电网安全可靠运行的前提。介绍了微电网分布式电源逆变器的P/Q和Vlf两种控制方式,并在DIgSILENT仿真软件中对由P/Q控制型分布式电源和V/f控制型分布式电源组成的微电网进行了并网转孤岛模式的仿真研究,实现了微电网平滑切换运行,维持了系统的电压和频率的稳定。     

基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。     

分布式发电与微电网应用的锂电池储能系统研究

针对分布式发电与微电网的应用需求,对锂电池储能系统组成、锂电池成组方式、电池管理系统(BMS)功能特点、储能变流器(PCS)控制策略进行了研究。在理论研究基础上,研制了80 kW/128 kWh锂电池储能系统,并搭建了含光伏、储能和负载的微电网试验环境,对储能系统的并网PQ控制、离网VF控制、并离网平滑切换等控制策略进行了试验验证,结果证明所采用的控制策略能满足微网并网和离网的运行要求,能实现并、离网平滑切换,为深入研究大容量储能系统及更复杂的微电网运行条件奠定了基础。     

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。     

微电网并网模式下的协调经济调度策略研究

提出了一种并网模式下微电网的协调经济调度策略。在综合考虑各个分布式电源技术性能,风力发电机与光伏电池出力波动性,电力供应与需求的平衡,电价变化对于调度策略的影响,系统备用容量等因素的基础上,对微电网内各个分布式电源出力及微电网与主网之问的交换功率进行优化和协调,实现微电网运行的经济成本最小。仿真结果表明:该协调经济调度策略能够有效实现微电网运行的经济性,并反映可再生能源的随机性和波动性对柴油机和储能系统出力特性的动态影响,有利于微电网调度人员制定更加经济有效的运行计划。     

高可再生能源渗透率海岛微电网运行控制

在对国内外微电网示范工程进行调研分析的基础上,对在山东省长岛县开展的35 kV海岛微电网示范工程建设目标、方案进行阐述。针对系统中高可再生能源渗透率以及分布式电源多点分散接入的特点,设计了微电网示范工程并网/孤岛运行控制策略,并对微电网中多类型混合储能系统的运行管理策略进行研究。基于所开发的海岛微电网运行控制策略,开展了微电网并网/孤岛运行试验研究,设计微电网分别运行于并网模式、孤岛模式、并网转孤岛模式以及孤岛转并网模式,并对各模式下的运行曲线进行深入分析。试验研究表明,所提出的35 kV微电网工程建设方法及其运行控制策略是切实可行的,可以实现海岛电网在并网、孤岛2种模态中的稳定运行及模式平滑切换,保障了海岛丰富可再生能源的最大消纳,为海岛居民提供绿色、稳定的电力供给。     

风机/同步机混合微电网并网运行研究

将分布式发电系统以微网的形式接入大电网并网运行是电网未来的发展方向.基于PSCAD/EMTDC电力系统仿真分析软件,建立了包含风力发电机和小型永磁同步发电机的微电网模型,研究了微电网在不同模式下,配电网和各微电源的运行状况,以及其转换过程的对电网的影响.结果表明,这种微电源配置可以满足并网运行条件下微电网各种模式的运行...     

碳税机制下微电网优化调度研究

报告了国内外碳税制度发展现状,提出了碳税价格模型,并将碳税机制引入微电网优化中。研究以微电网综合运行成本为目标,运行稳定性为约束,建立并网运行条件下含可控分布式电源的微电网优化模型。采用Yalmip工具箱求解,得到了在不同碳税价格下微电网优化结果,并分析了碳税价格对微网可再生能源利用率的影响。结果表明,碳税机制能有效降低微电网运行成本,引导微电网更加优先利用新能源发电,提高可再生能源利用率。