直流微电网孤岛运行控制策略研究

针对湖北黄石地区楼宇建筑直流微电网孤岛运行场景,提出一种光伏和储能电池的协调控制策略。基于直流微电网系统的实时状态,根据直流母线电压数值对微电网的运行模式进行划分,并设置变流器动作阈值,微电网内的各变流器根据母线电压所处的区间范围,执行相应的控制策略,满足微电网的能量平衡及电压稳定性需求。考虑微电网内部储能电池状态的一致性要求,针对电池变流器提出一种基于电池荷电状态(State of Charge,SOC)的协调控制策略,在电池的充放电过程中,根据不同电池组之间的容量差异进行功率分配,避免相同的充放电效率导致过充或过放现象。最后通过Matlab/Simulink对所提控制策略进行仿真验证分析。     

Adaptive intelligent techniques for microgrid control systems: A survey

This paper introduces a survey on the adaptive and intelligent methods that have been applied to microgrids systems. Interestingly, the adaptive technique is effectively exercised in various control issues including stability, tracking error, and parameter uncertainties. Adaptive control has been extremely developed by using intelligent algorithms to automatically tune the control parameters namely fuzzy logic, particle swarm optimization, bacterial search algorithm, and etc. The objective is to evaluate and classify the design control methods and evaluation algorithms for the microgrid systems to maintain stability, reliability, and load variations by adjusting the controller parameters especially in standalone operation mode. The stability of islanded microgrids are constantly impacted by the related loads. A significant part of the research on an islanded microgrid involves droop control technique. In normal operation, distributed generation units and storage units provide power quality control. Once a shutdown is occurred, microgrid can be isolated from the main grid and operate in a local grid to support the local loads. Thus, distributed generations co-operate storage units to sustain the stability of the islanded microgrid.     

交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术

交直流混合微电网的直流母线电压的稳定控制对整个交直流混合微电网系统十分重要。针对交直流混合微电网中直流母线电压控制方式,提出一种实用、高效的交直流混合微电网直流母线电压自主偏差控制方法。在并网模式下,采用具有空闲模式下的直流母线电压下垂稳定控制方法,通过AC/DC变换器实现直流母线电压的稳定控制,避免了AC/DC变换器的频繁充放电操作;离网模式下,直流母线电压的稳定控制由接储能侧的DC/DC变换器控制。为了保证系统离网模式下可靠运行,直流母线侧可以接多路DC/DC储能类蓄电池,通过自主稳定控制既提高了分布式能源的利用率,又提高了空闲模式下电力电子设备的使用寿命。经试验验证,该方法具有很好的控制效果,为交直流混合微电网的发展提供了技术基础支撑。     

基于荷电状态的混合储能系统协调控制策略

为优化混合储能系统运行状态,提出了一种新型混合储能分层协调控制策略,包括上层能量管理与下层混合储能控制。上层能量管理层根据微电网母线电压、频率以及混合储能系统综合荷电状态(SOCHESS),利用模糊逻辑算法优化混合储能系统的充放电功率,使得储能设备的荷电状态维持在合理范围。下层混合储能控制层在低通滤波器的基础上根据磷酸铁锂电池和超级电容器各自的SOC,建立分配功率修正算法,优化储能单元的SOC状态。仿真实验证明,所提出的基于荷电状态SOC的分层协调控制,有效地降低了混合储能的SOC的变化范围,防止储能设备的过充或过放。     

新能源微电网负载自动匹配系统

分布式新能源发电的发展,一定程度上扩大了能源种类,缓解了能源紧张.但其发电并网消纳问题目前依然没有有效解决.受天气影响,新能源发电系统的输出波动将影响电网的稳定运行.提出一种负载自动匹配方案,通过跟踪新能源发电及负载运行情况,采用投退加热器的方式进行负载调节,以期解决发电并网消纳问题,并帮助海岛或偏远地区可以稳定地使用新能源微电网.     

应用于微电网的新型潮流控制器

电力弹簧在接有新能源的微电网中能够有效稳定母线电压,为关键负荷提供稳定的供能,根据这个特性,为了降低新能源的波动性对电网造成的冲击,提出一种新型的潮流控制器,由电力弹簧和基于电力电子器件的可调节变压器组成,可调节变压器嵌入在在电网的降压变压器中,使非关键负荷由新能源供能,关键负荷由电网供能,当新能源供能充足时,新型潮流控制器调节潮流,使非关键负荷和关键负荷均由新能源供能,因此降低负荷对电网的需求。介绍潮流控制器的原理和实现方法,实验结果证明了方案的正确性。     

多逆变器下垂协调控制方法综述

下垂控制是微电网中多个分布式发电单元(DG)实现功率协调的重要控制方法。对现有的下垂控制方法进行了归类和综述,将其分成有功-频率、无功-电压下垂控制,电压-相角下垂控制和虚拟同步机控制三类,对这三类方法的基本原理和改进方法进行了介绍,为研究人员开展后续研究提供借鉴和参考。     

基于改进形态滤波器和弧长差分序列的微电网电能质量扰动定位与识别

针对强噪声背景下微电网电能信号扰动定位和识别困难的问题,提出一种基于改进形态滤波器和弧长差分序列的扰动定位与识别方法。首先,将交替混合形态滤波器中的膨胀和腐蚀函数改进为均值膨胀和均值腐蚀函数,再对电能扰动信号进行滤波。然后,在分析扰动波形变化规律和三个典型扰动算例的基础上,定义并计算滤波后扰动信号的弧长差分序列。最后,利用弧长差分序列定位准确扰动时间,从弧长差分序列和滤波后信号中提取幅值特征和波峰特征,输入到已定义识别规则的扰动识别器,实现扰动识别。仿真试验和实际微电网数据试验结果表明,该方法能够精确定位和识别混入不同强度噪声的5种单一扰动和3种复合扰动,适用于实际微电网电能信号扰动的定位与识别。     

基于虚拟三相算法的微网三相逆变器控制

针对微电网中非隔离型三电平三相三桥臂逆变器采用传统矢量控制时并网电流总谐波畸变（total harmonic distortion, THD）和离网时输出电压THD较高、微网缺相故障时无法运行的问题，提出了基于虚拟三相算法的微电网三相逆变器控制。该控制采用基于一阶惯性环节的虚拟三相算法，对逆变器控制所需的电压、电流每一相采样值构造成虚拟的三相对称矢量，并使用所得的虚拟三相矢量进行矢量控制。该控制将逆变器的三相控制分解成为独立的三个单相控制，可在微网缺相时正常运行，基于虚拟三相矢量每个单相控制可实现矢量控制并获得矢量控制带来的高控制精度和快速响应速度，从而减小逆变器并网/离网运行模式时输出电流/电压的THD。采用MATLAB/ Simulink数字仿真软件进行了该控制方法实际效果的仿真试验，结果验证了该控制方法的有效性。     

一种基于有源滤波与光伏发电的并网逆变器控制方法

文中提出了一种基于有源滤波与光伏发电的并网逆变器的控制方法,在并联型有源电力滤波器的基础上拓展了新能源发电功能,采用电压电流双环对并网逆变直流侧电压和系统电网输出有功电流进行控制。该并网逆变器既可以滤除负载的谐波和补偿负载的无功功率,也可以实现有功功率的有效传输,适于未来微电网中并网逆变器的应用研究。