低压微电网保护技术研究

随着微电网大量接入大电网的配电系统中,微电网保护的问题日渐突出.微电网并网运行、孤岛运行两种方式下的故障电流差异明显,故传统配网中的保护策略可能存在误动或拒动的情况.文章提出一套微电网接入电压等级380V配电网的综合保护方案,并对相应保护算法的逻辑进行说明,以有效解决微电网接入380V配电网时保护误动、拒动的问题。     

微电网模式控制器研制与应用

研制了满足各种微电网规模并离网切换控制的微电网模式控制器。该装置安装于微电网控制中心,实时采集微电网并网点、分布式发电单元、储能单元及其负荷单元的三遥信息。在接收到调度主站的并离网切换指令或者检测到外网故障后协调控制微电网保护测控设备、储能逆变器、风机逆变器等智能设备,最终实现微电网并离网切换控制。该装置成功应用于鹿西岛微电网示范工程,有着广泛的应用前景。     

微电网运行控制与仿真

微电网作为智能电网的重要组成部分,其控制问题是实际运行中需要解决的关键问题之一。介绍和分析分布式电源的3种控制方式:P-Q控制、V/f控制和Droop(下垂)控制,并使用PSCAD/EMTDC仿真软件对微电网并网和孤岛运行进行仿真,分析并网运行、孤岛运行和过渡过程电压、频率和功率的变化。研究结果表明,所采用的控制策略是切实可行的,微电网在并网运行和孤岛运行时都具有良好的运行特性。     

海岛微电网组网优化研究

阐述了一种海岛微电网组网方案的优化方法,并结合实际项目运行数据进行了验证。通过对微电网组网方案数据的整理分析,研究了利用Homer工具计算并网、离网组网方案的净现值投资、发电成本单价、发电量及可再生发电比例,分析光伏设备价格、储能设备使用寿命、风速、柴油价格波动对组网方案的影响,比较出经济性最优方案。然后在Powerfactory仿真软件中搭建经济性方案模型,研究验证最优方案的可行性,实际并网运行数据和调研资料也验证了现有组网方法合理。     

基于双环控制的微电网运行控制策略研究

以分布式发电的新能源为背景,分析了基于电压电流双环控制的下垂控制方法的结构和原理,建立了包括负荷投切的微电网运行控制系统仿真模型,对控制策略的具体性能进行了详细分析.结果表明,基于该控制策略的微电网运行稳定,动态响应快,突显了该控制策略易于实现无缝切换的特点.     

交流微电网系统并网保护分析

交流微电网系统保护按其功能可分为并网保护和微电网内部保护。文中以交流微电网的结构和特点为基础,重点分析不同规模微电网并网保护,参照微电网类型将其分为系统并网保护、区域并网保护及单元并网保护。通过对不同级别微电网负荷、运行方式进行分析,结合各级微电网的功能,提出3种类型并网保护的配置策略。考虑到大型微电网结构复杂,不同级别微电网之间可能存在包含关系,分析了发生区内、区外故障时3种类型并网保护之间动作时间的配合。最后在PSCAD/EMTDC中建立IEEE P1547.4典型微电网拓扑,仿真验证了并网保护配置方案的有效性与可行性。     

交流微电网逆变器控制策略述评

逆变器是交流微电网的关键电气装备,其控制策略与微电网的安全、稳定、高效和经济运行密切相关。针对微电网中单台逆变器的控制,从频域的角度,就基波和谐波功率的控制策略进行了分析和述评。对于基波功率控制,就微电网的离网运行模式,探讨了逆变器的电压—频率控制和下垂控制;就其并网运行模式,分析了逆变器的直接功率、直接电压和直接电流控制,并提出了直接阻抗控制的概念。对于谐波功率控制,分析了逆变器开关纹波的抑制,谐波谐振的阻尼,以及微电网低次谐波负荷电流的补偿。然后,针对微电网中多台逆变器的管理,从集中控制和分散控制两个角度分析了多逆变器间的协调控制,探讨了集中的分层控制器和基于多代理的分散控制器。最后,针对微电网及其逆变器控制策略的发展,趋势给出了诸多展望和进一步的研究方向。     

基于博弈论的配电网中多级微电网优化配置分析

随着分布式发电和微电网技术的发展,未来配电网中将分布着多种规模不同的微电网系统,投资主体也将呈现多样化趋势,为配电网规划设计带来巨大挑战。文中探讨了配电网中的多级微电网结构,选取用户、以能源服务公司为代表的投资开发商和电力公司为参与者,分析了不同投资主体的利益关系,综合考虑分布式电源投资费用、购售电费用、补贴、环保收益、供电可靠性收益等因素,建立了基于不同投资主体的经济模型。结合博弈分析方法,提出了一种基于博弈论的配电网中多级微电网优化配置模型。从经济性角度,以光蓄微电网为例,探讨分析了竞争博弈模式下不同投资主体的优化配置方案,为未来配电网中微电网的设计和建设提供了参考。     

微电网保护方法的研究

本文提出了一种用于电力电子接口的微电网系统故障保护方法,该方法能够快速可靠地检测微电网内不同类型的故障。微电网保护单元利用基于差动和对称电流分量的探测方法可以检测到微电网不同类型故障电流,控制相应的断路器动作,隔离故障区域,以保护微电网。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

含多个DG微电网动态运行仿真研究

在PSCAD/EMTDC中建立了带有4个微电源的微电网模型,对微电网由并网运行转为孤岛运行再回到并网运行的过程和微电网在孤岛运行时负荷改变条件下的运行特性进行了仿真分析。通过仿真分析得出:由于U/f控制及P/Q控制系统的良好性能,虽然失去了大电网的支撑,微电网仍然能在微型燃气轮机1的调节下正常运行,暂态过程短暂且衰减迅速;由于控制系统的良好性能及控制模式的恰当选取,每个微电源都能稳定渡过暂态过程。     

孤岛模式下微网能量管理系统控制策略的仿真研究

作为智能电网重要组成部分,微网的运行控制是维持其安全稳定运行的关键技术,特别当微网处于长时间孤岛运行模式时,微网能量的合理分配与系统控制的稳定性密切相关。在基于电压/频率型和功率型两类的分布式电源的微网系统,引入能量管理系统来解决孤岛状态下微网的能量平衡以及节点电压的稳定问题。分析了微网中频率、节点电压与分布式电源输出功率间的关系,研究了微网孤岛模式下的功率流动与分配问题。在此基础上提出了基于能量管理系统的微网有功功率与无功功率分配机制,并根据微网结构对有功功率分配进行了负载就近分配的优化设计。在EMTDC/PSCAD环境下对微网的孤岛运行模式进行了仿真,仿真结果表明在孤岛模式下能量管理系统能很好地完成对微网系统的运行控制与能量分配,保证系统的稳定性。     

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。     

微网技术发展分析与探讨

随着传统能源的枯竭,以微型电网(简称微网)为载体的新能源发电系统由于其灵活、分散、小型、靠近用户和使用清洁能源的特点得到了快速发展。在此介绍了微网的定义、结构特点及国内外研究及发展现状,其中重点介绍了目前我国微网发展现状;分析了组成微网的分布式电源的特点,并讨论了微网并网运行时对公共电网的影响,总结出微网技术的研究热点及在实际应用中的难点。指出微网未来发展的方向,强调在加强技术方面研究的同时,还需完善微网运行的相关政策和技术标准。     

含分布式光伏及储能变流器的微网故障特征与保护

在并网时,微网中所含的分布式电源可能包括恒功率控制的光伏变流器或电流下垂控制的储能变流器,其中传统电流下垂控制的储能变流器在电网电压跌落时所输出的较低的故障电流,以及可能会出现的功角失稳现象都为其故障保护带来了困难,而基于滞环控制的改进电流下垂控制可以使其在电网故障时保持功角稳定,同时具备低压穿越能力,给故障电流带来新的特征,有利于故障检测以及保护判据的配置。本文考虑变流器的低压穿越特性,分析了含分布式光伏及储能变流器的微网内部不同位置发生故障时的电流特征,利用正序电流故障分量与母线正序电压故障分量的相位差来判断故障方向,并提出基于EtherCAT工业以太网的集中式保护方案。最后,通过仿真与实验验证了所提方案的可行性。     

直流微网系统能量管理控制技术研究

构建了基于光伏发电、风力发电以及蓄电池储能的多电源直流微网系统。归纳总结出了系统的九种工作模式,提出了包括最大功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和直流微网系统的整体协调控制策略。根据分布式电源、电网、负载和蓄电池的工作情况,进行不同模式之间的转换,并完成相应的控制策略,实现了多电源供电的微网系统运营的可靠性。最后通过仿真证实了控制方案的可行性。     

新能源发电并网与微网运行平滑切换控制策略仿真研究

讨论了基于逆变器结构的双模式运行方式,并以单相运行的暂态过程为例进行理论分析,根据在Matlab环境中的仿真结果总结了应用于新能源发电系统的双模式平滑切换控制逻辑,并针对平滑切换控制,通过Matlab／Simulink对系统进行仿真研究,结果验证了该控制理论的可行性,为实验研究及工程应用提供一定参考。     

微型电网关键技术及研究应用概况

首先介绍了微型电网提出的背景,进一步说明了微型电网的结构和概念;在结合当今国际对上微型电网的研究动态和成果下,探讨了现阶段微电网研究中的关键技术。最后结合中国的实际对微型电网在我国的应用前景和发展潜力进行了探讨。     

虚拟同步发电机技术及其在光储微电网中的应用

为了提高变电站站用电系统的供电可靠性,针对基于虚拟同步发电机技术的储能逆变器及其在光储微电网中的应用进行研究。介绍微网系统的拓扑结构和不同工作模式,设计微网各个子系统的参数,建立基于虚拟同步发电机(VSG)控制策略的储能逆变器数学模型,分析VSG并网和孤岛两种控制模式及其之间的切换。针对500k V河沥变电站光储微网系统,利用其中100k VA储能逆变器进行实验,验证VSG控制策略的可行性与有效性。     

智能微网考虑风机惯性的负荷跟随控制策略

传统的以风电为主的微电网中,一般都是尽可能多的从风中获取能量,采用储能或其他可控电源进行微电网的有功平衡。而所提出的考虑风机惯性的负荷跟随策略,允许风机偏离最大功率输出,让风机主动参与微电网的有功平衡控制,这对提高微电网中有功控制水平具有重要意义,同时还能减少储能或可控电源的配置。算例表明了所提出的考虑风机惯性的有功控制策略的有效性。     

云广特高压直流线路孤岛运行方式过电压保护方案

云广直流孤岛运行方式下发生直流双极闭锁时将在送端换流站交流系统产生幅值很高的过电压,孤岛运行过电压水平控制是决定能否孤岛运动的关键闪素。基于此,利用EMTDC计算了不同运行方式下楚雄换流站交流侧的过电压水平、避雷器工况、交流滤波器断路器断口暂态恢复电压及容性开断电流等,并根据过电压计算结果对A型避雷器、交流滤波器断路器等电气设备和安稳控制保护系统提出了相关要求,设计了过电压保护实施方案。仿真计算结果表明,该实施方案可行、有效,可确保孤岛运行方式下系统和设备安全。