煤层气抽采直流微网建模与稳定性分析

针对目前煤层气抽采现场用电不合理现状,构建一种新型煤层气抽采直流微网供电系统,并对该直流微网系统稳定性及控制策略进行研究。煤层气抽采直流微网供电系统分三层结构:第一层由光伏和蓄电池组成能量供给层;第二层由双向Buck/Boost变换器构成能量传输和分配层;第三层由煤层气抽采机构成负荷层。基于此架构推导了第一、二层输出阻抗Zo(s),并建立第三层煤层气抽采机电动机输入阻抗Zin(s)与受控源K??m串联的小信号模型,在此基础上得到系统全局小信号模型。考虑到呈现负阻抗特性的煤层气抽采机电动机周期性动态交变负荷引起的系统不稳定,在能量传输和分配层分析并讨论了一种基于虚拟阻抗的直流微网稳定性控制策略,以及利用下垂控制实现负荷功率动态平衡分配的方法。进一步利用阻抗匹配原则求解多项式1/(1+Zo(s)/Zin(s))主导极点,比较采取该稳定性控制策略前后的主导极点位置并分析直流微网系统稳定性。最后基于Matlab/Simulink搭建由光伏阵列、储能单元和煤层气抽采机组成的煤层气抽采直流微网系统模型,系统仿真证明了稳定性控制策略的有效性。     

直流微网中混合储能系统的无互联通信网络功率分配策略

直流微网中通常采用混合储能系统作为缓冲环节,对分布式能源和负载引起的不同时间尺度功率波动进行补偿。为实现功率在能量密度型储能元件和功率密度型储能元件之间合理分配,提出无互联通信网络的分层控制策略。其中,底层控制以电压变化率作为虚构的信息载体,通过设置不同储能接口变换器输出电压关于功率的"灵敏度",确保超级电容在负载突变瞬间能够提供大部分功率;二次控制对底层控制产生的稳态误差进行补偿,以实现输出电压稳定,并保证超级电容稳态电流为零。在此控制框架下,各储能单元仅需本地信号即可实现自主协调运行,避免了互联通信网络所带来的经济性和可靠性问题。最后,实验结果验证所提方法的可行性和有效性。     

微电网并网系统中谐波传播抑制策略

在微电网并网系统中,对于公共耦合点(PCC)处谐波电压源而言,传输线路上电感与电容之间的谐振可能造成严重的谐波传播放大问题。为抑制该系统中的谐波传播放大,通过分析谐波传播规律,提出一种分频调节阻性有源电力滤波器(RAPF)的位置选择新策略。分析不同传输线长度时分频调节RAPF的电导增益取值对谐波抑制效果的影响,确定了电导增益的取值要求。通过合理选择电导增益,该位置选择策略可在任意传输线长度下有效抑制谐波传播放大。仿真和实验结果均验证了所提策略的正确性和有效性。     

三相不平衡低压微网的多目标优化调度

提出了一种含多种分布式电源的三相不平衡微网综合优化调度策略。首先,确定了三相不平衡微网安全、经济、高效运行的评价指标;建立了多目标优化调度模型,并通过对多目标调度模型的求解得到微网的运行策略。其次,对各目标函数从不同的运行角度进行了分析,以充分利用多目标方法的有效性。算例仿真验证了所提出的优化调度策略在充分发挥各种分布式电源作用方面的优势。     

微电网发展研究

微电网整合了分布式发电的各种优点,为新能源的有效利用提供了平台。说明了微电网的产生背景,指出了传统电网的缺陷以及分布式发电的利弊,引出微电网的概念。在此基础上,介绍了国际上对微电网的具体定义、设计理念以及微电网在国内外的发展现状,介绍了一些具有代表性的微电网示范工程。阐述了微电网的运行特征与控制方法两方面的技术问题,对微电网在我国的发展进行了展望。     

基于概率潮流的主动配电网供需群体协同优化运行策略

为有效解决主动配电网(ADN)运行模式中供应侧和需求侧响应量的不确定性给电网安全带来的问题,在传统概率潮流模型基础上,将虚拟微网与ADN交换功率及需求侧响应的不确定性视为新的随机注入变量,搭建了供需群体互动的概率潮流模型。利用概率潮流的计算结果,使距期望值波动的3个标准差内的数值落在约束范围内,作为系统运行的不等式约束条件。在此基础上,以ADN运行成本最小为优化目标,制定基于概率潮流的ADN供需群体协同优化运行策略,确定了供需互动模式下各互动节点的响应量。该模型既避免了传统配电网运行模型中仅由上级主网承担系统不平衡功率的情况,又有效地提高了系统运行的安全性与经济性。最后,通过算例验证了该模型的有效性和实用性。     

采用基于市场控制的微网分布式能量优化方法

为了控制微网内各类分布式能源的协调运行,同时适应能源互联网的核心理念,提出了采用基于市场控制的微网分布式能量优化方法。首先,从理论上论证了该方法与集中式能量优化方法的等价性,并建立了分布式能量优化的通用流程。然后,基于启发式规则,系统地提出了分布式电源、可平移负荷、储能、联络线等资源的投标策略。最后,通过仿真计算,验证了该方法在削峰填谷、经济性以及提高可再生能源消纳率等方面的效果。所提出的方法利用各分布式能源的分布式决策代替传统的集中式优化,能够更好地保护用户隐私,并能够适应各种类型的分布式能源以标准化方式接入不同规模微网的要求。     

Web of Cell体系——适应未来智能电网发展的新理念

针对未来大量分布式发电并网需求,以智能电网为背景阐释了一种全新的电力系统控制体系——Web of Cell体系。首先,诠释该体系的概念并总结归纳出其特点,通过对比Web of Cell体系与集中控制体系及Cell与微电网和主动配电网间的差异,剖析了该体系在未来电力系统中的优势和可行性。随后,对该体系调压调频的控制结构和运行方式进行了分析并指出应重点关注的技术问题。最后,对该体系的进一步发展和研究方向进行了展望,以期为中国电网智能化发展提供参考和借鉴。     

考虑逆变型分布式电源时滞的孤岛微网小信号稳定分析

孤岛微网电源容量小且网架结构薄弱易于发生稳定性问题。文中针对基于下垂控制含逆变型分布式电源(IIDG)的孤岛微网系统,通过参数灵敏度和参与因子分析对IIDG小信号模型进行化简;结合柴油机经典同步发电机模型并考虑IIDG执行机构时滞特性,构建了孤岛微网小信号模型;采用特征根分析法对考虑IIDG侧时滞后的孤岛微网在IIDG机组出力、下垂系数及时滞时间常数变化下的小信号稳定性进行分析。其结果可用于指导孤岛微网IIDG机组投运组合和顺序的策略,采用时域仿真验证了研究结果的有效性。     

微网孤岛运行模式下的调频控制策略

针对采用下垂控制的逆变器组成的微网,研究其孤岛运行模式下的调频控制策略。通过对系统进行建模分析,并将传递函数进行有效的等效与化简,推导出调频控制器的参数校正公式。当系统工况改变导致分配特性、输出阻抗以及接入条件改变时,该控制器都可以在线调整参数值,使系统频率迅速恢复稳定。实验结果证明,引入该参数自动调节算法后,系统参数改变时调频控制算法可以很快恢复到给定频率,并保持频率稳定。