计及变流器热应力的高比例PV微网功率分配控制

微电网促进分布式能源的高比例接入与安全经济运行。下垂控制能实现微电网（microgrid,MG）内不同分布式电源根据容量比自动调节其功率输出。然而,不准确的下垂系数会造成分布式电源变流器的过应力。基于此,提出一种适用于含高比例PV微电网的分散功率分配方法,以改善微电网内分布式电源变流器内部器件的热损伤。所提方法的控制目标是在不使用通信系统的情况下,通过适当分配不同电源之间有功和无功功率,以提高系统的整体性能和可靠性。最后,通过仿真和实验验证所提方法的有效性,结果表明,所提方法能够较好地控制不同电源之间的能量流动,防止变流器的热损伤,从而提高MG的整体可靠性。     

考虑通信延迟的微电网分布式二次协调控制

文章针对微电网孤岛运行时频率调节和有功负荷分配问题,提出一种分布式优化分层控制策略。该策略对基础一致性算法进行改进,考虑了通信延迟并引入收敛系数,使系统在有限时间内快速收敛。将改进的一致性算法用于二次控制层,以分布式的方式更新各电源的频率变化和有功功率设定点,从而降低系统误差。与传统的控制相比,文章控制策略只需自身和相邻分布式电源的信息,便可实现控制目标,克服了通信延迟问题,能在短时间内快速响应,提高了系统的稳定性和鲁棒性。在Matlab/Simulink中构建了5台多智能体单元组成的孤岛交流微电网系统,验证了所提算法和策略的有效性。     

孤岛微电网电压无功分布式分层协同控制

由于受到微电网线路阻抗特性等因素的影响,传统的下垂控制难以按照下垂增益精确分配无功功率,为了提高无功功率的均分精度,提出一种分布式分层协同控制方法。基于通信技术和分层控制理论,建立分布式分层控制体系结构,包含一次控制层和分布式二次控制层。在一次控制层中,采用传统的下垂控制,虚拟阻抗控制和PR电压电流控制来实现功率分配。而在二次控制中,采用分布式一致性算法构造状态观测器,获取全局平均值,全局一致性调节电压和无功功率的偏差,以实现电压无静差控制和无功功率的精确分配,同时可降低系统对通信带宽的要求,使系统具有更高的可靠性和扩展性。最后,通过Matlab/Simulink仿真和实验分析分布式二次控制的动态性能和延时对系统鲁棒性的影响,验证所提控制方法的有效性和可行性。     

基于动态一致性算法的直流微电网高品质协同控制

针对孤岛运行状态下的直流微电网,提出一种基于一致性算法的协同控制策略.该方法中各分布式电源控制单元仅通过与邻居单元进行信息交换,便可实现精确的电压控制和功率分配.然而,经典的协同控制方案需要同时获取其邻居节点的电压和电流信息,但是这往往会导致有较大的通信压力.因此提出一种统一的分布式控制架构,该架构将电压控制和功率分配...     

基于Matlab/Simulink的分布式电源控制方法

分布式电源控制是实现微电网控制及可靠运行的前提。利用Matlab/Simulink仿真环境,根据PQ、V/f、Droop3种典型微电源控制方法的基本原理,建立了仿真模型。在分析原理的基础上,通过仿真算例,验证了各模型的正确性和有效性。仿真结果表明：PQ控制可实现微电源有功和无功功率的指定控制;V/f 控制实现了负荷功率变化时不同微电源间变化功率的共享,且在微电网孤岛运行时能为微电网系统提供电压和频率支撑;Droop控制模型能够实现功率共享并保证频率和电压的稳定。所建立的模型可以用于分布式电源并网或接入微电网运行控制问题的研究,具有一定的通用性和拓展性。     

基于分层微电网的分布式协同控制策略研究

为了满足微电网系统稳定经济运行的功率精确分配要求,提出了基于分层微电网的分布式协同控制策略。以多变流器下垂稳定控制作为一级基础控制层,设计二级分布式电压修正控制策略,用于克服一级电压偏移问题;以各微源综合发电成本为目标函数,实现微源与负荷供需功率匹配为约束的三级一致性分布式优化控制策略。通过以上三级控制策略,减小微网系统各个微源下垂输出电压波动,增强系统稳定运行的鲁棒性,实现微网系统最优功率分配。文章以搭建的仿真模型验证了所提出的控制策略在微网稳定经济运行方面的有效性。     

考虑功率交换的微电网群协同规划研究

在由若干个子微电网组成的微电网群中,子微电网之间的功率交换在保障供电可靠性、促进可再生能源消纳和降低分布式电源投资方面发挥着重要的作用。文章以多个子微电网组成的微电网群为研究对象,研究了考虑各子微电网微源容量配置的微电网群规划问题。计及构成微电网群的各子微电网间的功率交换与能量流动,以总成本最小化为目标,考虑了不同容量配置方案下的微电网群在规划期内的运行优化问题,构建了混合整数规划模型,并采用Matlab/Gurobi进行求解。通过算例分析,对比了传统单微电网规划模型与所提出的微电网群协同规划模型下的投资及运行优化结果。结果显示,微电网群的协同规划可以避免不必要的投资,从而降低投资成本;微电网群间功率能够提升可再生能源的消纳空间,从而降低燃气机组的发电量,减少碳排放。     

主动配电网下多微电网间功率协调优化研究

高渗透率分布式电源以多个微电网集群形式接入配电网,配电网对分布式电源主动控制与管理是智能电网的发展趋势。文章以区域配电网中多个微电网为研究对象,分析了多微电网接入主动配电网的方式及拓扑结构,提出了一种基于熵值的多微网功率协调优化模型,并采用分层的控制结构实现优化模型。采用一种基于量子编码的粒子群算法对模型求解,通过算例计算分析,验证了文章所提方法的正确性和有效性。     

交流微电网能量管理双层控制系统及其策略研究

为满足分布式电源和微电网技术发展的需要,针对含有光伏发电系统、风力发电系统、双馈风电模拟实验平台、储能系统以及负荷的微电网实验系统,设计开发了微电网能量管理双层控制系统,即本地智能控制层和专家协调控制层;分析了交流微电网在并/离网两种状态下的实时能量管理策略和锂电池储能系统经济运行模型;最后在该微电网实验系统主控单元中完成了对能量管理系统的调试,运行结果验证了所提能量管理策略的有效性和实用性。     

基于功率调节的微电网互联与配电网协调优化控制

多微电网互联结构可实现多个微电网间的能量协调,并形成能源互补优势。文章针对多微电网中各分布式电源在天气变化影响下产生的出力不确定性问题,以提高微电网互联系统电压稳定性为目标,研究基于微电网互联结构的微电网间功率协调控制方法。研究单个微电网内分布式电源出力波动特性及其与微电网互联系统、配电网系统之间的能量协调与功率支撑需求特性,建立基于功率平衡控制的微电网间互联控制策略;研究微电网互联系统内各微电网控制系统平衡计算,建立微电网互联系统与配电网间能量交换的控制模型与控制策略。以三机九节点拓扑模型建立微电网互联系统及接入网协调控制模型和算法进行验证,仿真结果表明,文章所提出的微电网协调优化控制方法能够有效减小微电网波动以及对配电网的影响。     

基于交流信号注入的混合微电网功率均衡策略

实现微电网间功率精准与高效的分配是混合微电网的重要控制目标,但由于线路阻抗、负载及低速通信的存在,传统下垂控制难以同时解决混合微电网间的功率均衡及接口变换器间的循环功率问题。提出一种基于低频低幅值交流信号注入的混合微电网功率均衡控制策略,在公共直流母线中注入交流信号,建立直流微电网的频率—有功功率下垂关系,利用全局变量频率改进传统混合下垂控制策略,在解决并联接口变换器间循环功率的同时,实现了混合微电网间功率的精准分配。通过仿真,验证了所提方法的可行性与有效性。     

考虑通信延迟的独立微电网并联VSG控制

分布式一致性控制是实现微电网中分布式电源并联协同运行的重要方式。在实际工程中,分布式一致性控制存在通信延迟,严重影响、制约分布式电源的性能。文章首先介绍了独立微网的运行模式及分布式电源的虚拟同步发电机控制策略,分析了并联虚拟同步发电机的分布式一致性控制架构及其通信延迟问题。提出了考虑通信延迟的并联虚拟同步发电机分布式控制策略,并分析了通信延迟裕度及其关键影响因素。最后,设计了典型通信拓扑和运行工况,仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

交流型微网指定次电压谐波主动补偿策略

微电网中电力电子变换器,以及局部非线性负荷的普遍存在,使得谐波污染已经成为影响微电网电能质量的重要因素。根据分布式电源接口逆变器,提出了一种基于两相静止αβ坐标系的微电网孤岛运行下的电压谐波补偿控制策略,有效地降低了微电网电压谐波畸变率。考虑到分布式电源的有功输出,采用了指定次谐波补偿控制策略,节省分布式电源用于补偿的功率,实现了微电网电能质量柔性控制;最后,在MATLAB/SIMULINK中对所提控制策略进行了验证     

基于无通讯的微电网储能系统主动SOH协同控制方案

针对传统有功功率-频率（P-f）下垂控制无法实现交流微电网内分布式电池储能系统（DBESS）健康状态（SOH）均衡问题，提出一种基于无通讯的微电网DBESS主动SOH协同控制方案。该方案研究下垂控制调节SOH机理，将DBESS放电深度（DOD）信息加入传统下垂控制，使DBESS能根据SOH状态平移下垂曲线，调节DBESS逆变器输出有功功率，实现DBESS组间SOH协同控制。建立小信号模型分析控制参数对系统稳定性的影响。该方案属于主动控制方案，具有无通讯和分流电阻、造价低的优点。通过仿真模型和实验平台对所提策略的可行性和有效性进行验证。     

基于交替方向乘子法的多微电网能量共享方法研究

在双碳目标激励下,分布式电源将迎来快速增长阶段。微电网作为相对独立的系统,能够通过源网荷储智能互动平抑分布式电源出力波动,有利于分布式电源的友好接入和就地消纳,具有广阔的前景。为实现多微电网对分布式电源的有效管理,更好地发挥微电网对分布式电源的支撑作用,提出了一种分布式能量管理策略。通过配置微电网能量管理系统（microgrid energy management system, MGEMS）的方式进行电力信息交换和运营,并采用交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers,ADMM）对成本问题进行迭代求解;通过算例分析,验证所提方案的有效性、优越性与可拓展性。     

基于增量成本一致性的孤岛微电网分布式下垂控制

针对孤岛微电网运行优化问题,提出了一种基于增量成本一致性的分布式控制方法。该算法首先基于一致性理论,给出了增量成本一致性算法,验证成本最优化问题;其次,基于增量成本一致性算法的优化解,设计一种新的分布式下垂控制器,在满足供需平衡的条件下,控制策略使得微电网系统运行成本最优,功率能够合理分配,频率也稳定在额定值;最后,通过仿真验证了所提控制策略以及算法的有效性。     

多进程混合通信系统及其在微网EMS中的应用

分布式微电网中的设备具有分布广、数目多、协议互异、惯量小的特点,为了实现离网型微电网的稳定运行与有效监控,微电网能量管理系统(EMS)需要具备高速、可靠的信息通信系统以保障系统的协调运行。提出了一种基于"三层两网"的混合通信方式,同时采用多进程软件机制的通信网络架构,从硬件结构与软件框架两方面给出具体设计方案,并成功应用在一个海岛微电网的EMS中。实际应用验证了该通信系统的实时性和可靠性,为微电网提供了有效的信息保障。     

基于互联和阻尼分配跟踪的孤岛微电网非线性电压功率控制

针对孤岛微电网中分布式电源变换器应对大扰动能力差、扰动过程中电压和功率波动大、且无法回到原始运行状态等问题,该文提出了一种适用于孤岛微电网中多分布式电源变换器的非线性跟踪控制方法。该控制方法基于同步参照系（synchronous reference frame, SRF）中的互联和阻尼分配无源控制器（interconnection and damping assignment passivity-based controller, IDA-PBC）进行设计,该控制器负责控制微网内功率转换装置（power conversion units, PCU）的动态特性。PCU包括DC/DC升压变换器通过互连电容与DC/AC逆变器耦合,并通过LC滤波器连接到电网。该控制器使 PCU在系统运行点变化期间平滑地抑制电压/电流和有功/无功功率的变化,同时精确地跟踪由下垂控制器产生的参考指令。最后,在多源孤岛微网上对PCU进行了时域仿真分析,将所提方法与PI控制器以及现有非线性控制策略进行比较,仿真结果表明,所提方法能较好地抑制大扰动下微网的电压、电流以及功率波动,控制效果明显优于PI控制和其他非线性控制。     

基于多目标的独立微电网电源容量优化设计

针对独立型水-光-柴-储微电网,综合考虑经济性、环境效益和供电可靠性,提出了微电网的电源容量多目标优化配置模型,即采用粒子群优化算法在一定的控制策略下对所提出的电源容量多目标优化配置模型进行求解,得到微网系统中储能装置和各分布式电源的容量。以我国西藏某地区为算例对微电网进行电源容量优化设计,通过对模型求解结果与柴油发电机单一供电计算结果及单目标容量优化结果的对比分析,验证了所提模型的合理性和优越性。     

计及储能装置平抑风光功率波动的微电网优化运行

考虑到微电网中的风力发电、光伏发电等可再生能源发电单元所具有的波动性、随机性使得微电网系统运行的能力相对较弱,提出一种计及储能装置平抑风光功率波动的微电网系统优化运行模型。模型以微电网的经济环保运行为目标函数,将储能装置平抑风光功率波动的数学模型作为约束条件,储能装置的充放电功率根据风光实时输出功率及其容量值确定。然后以确定的微电网系统为研究实例,利用改进的微分进化算法求解得到微电网内各分布式电源的最优输出功率,从而实现微电网的经济运行。最后验证所建立模型的合理性。