光伏与微型燃气轮机混合微网能量管理研究

在分析光伏发电和微型燃气轮机动态模型及运行特性的基础上,研究了光伏与微型燃气轮机混合微网能量管理策略。基于光伏与负荷功率波动的频率特性,提出了变步长时间序列法预测光伏与负荷功率,控制微型燃气轮机输出。为了保证混合微网运行的可靠性和提高蓄电池的运行效率和工作寿命,提出了模块化的储能蓄电池管理模型。混合微网并网运行时,利用可控的微型燃气轮机平滑光伏功率波动,使混合微网成为一个可调度的功率源;孤岛运行时,储能蓄电池与微型燃气轮机共同补偿光伏与负荷功率的差额,实现微网的稳定运行。采用PSCAD/EMTDC和Matlab联合仿真,证明了本文提出的能量管理策略的正确性,同时可有效减小储能设备配置容量。     

平抑新能源功率波动的集群温控负荷建模及控制

针对新能源输出功率的不确定,提出一种采用集群温控负荷平抑新能源功率波动的新思路。基于温控负荷聚合的双线性时间连续模型,推导构建了面向控制的集群温控负荷聚合功率离散模型,利用模型分解的带遗忘因子递推最小二乘法设计了该离散模型的参数辨识方法;鉴于离散模型的非线性特征,根据辨识所得的模型参数,利用反推控制原理设计了一种利用集群温控负荷跟踪间歇式电源功率波动的控制方法。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于双PWM换流器的微型燃气轮机系统仿真

根据单轴微型燃气轮机和永磁同步发电机特点,建立了使用双脉宽调制（PWM）换流器的微型燃气轮机发电系统动态仿真模型。为控制交直交变换器中电容电压和提高微型燃气轮机控制系统响应速度,模型中采用了参考负荷功率的PWM恒压控制方式。与采用二极管整流装置的微型燃气轮机系统相比,该模型可对永磁同步电机转矩和整流器直流电压进行协调控制,使得系统充分利用负荷功率变化的信息。仿真结果表明,该模型能够在负荷发生较大变化时满足负荷电压和功率的需要,并能够减小变换器间直流电压波动以及对直流电容的容量需求,使整个微型燃气轮机发电系统承受负荷冲击的能力大大提高。     

30kW微型燃气轮机发电系统抗负荷波动仿真研究

针对30 kW微型燃气轮机发电系统存在运行不够稳定、功率分配不精确、抗负荷波动能力差的问题,在PSCAD中搭建了30 kW的微型燃气轮机发电系统的仿真模型,研究了恒功率控制和恒压恒频控制的特点。再结合恒功率控制和恒压恒频控制协调控制发电系统的运行,在并网和离网模式下解决了微型燃气轮机发电系统运行不够稳定的问题,并使负荷可以精确分配,提高了系统的抗负荷波动能力。     

基于H_∞混合灵敏度的微电网频率控制

微电网有功功率的不平衡将导致微电网频率波动,为平抑微电网频率的波动,提出了控制微型燃气轮机的功率来使微电网功率平衡的方案。分析了微电网功率平衡原理,在建立了微电网模型后,基于H∞混合灵敏度原理设计了鲁棒控制器,使微型燃气轮机输出功率跟随负荷变化,进而平抑频率波动。算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

光伏并网功率调节系统的建模与仿真

为减小光伏并网功率波动对电网的影响,建立了光伏并网功率调节系统,加入可控微源-微型燃气轮机调节光伏输出功率,在满足本地负荷的基础上,实现注入电网功率可调度。为克服微型燃气轮机动态响应速度慢的缺点,提出采用时间序列法预测光伏与负荷功率,超前调度微型燃气轮机输出。利用Matlab软件进行仿真验证,结果表明该系统能有效平抑光伏并网功率的波动,提高光伏发电的可靠性。     

光伏/微型燃气轮机混合微电网的建模与仿真

考虑光伏输出功率的波动性,加入可控微源-微型燃气轮机平滑光伏功率波动,建立了包含单级式光伏发电系统、微型燃气轮机发电系统的混合微电网模型.并网运行时,微型燃气轮机采用PQ控制,提供微电网的有功和无功功率支撑,在满足本地负荷基础上,实现混合微电网并网功率可调度;孤岛运行时,微型燃气轮机采用基于下垂特性的V/F控制,实现从...     

温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法

作为典型的具有热存储特性负荷,温控负荷具有参与电力系统有功调度与控制的潜能。为了便于分析和控制,提出了一种温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法。分别介绍了温控负荷的单个个体的物理模型和Fokker-Planck方程聚合模型,在此基础上,采用数值拉普拉斯反变换法对Fokker-Planck方程聚合模型进行求解。通过算例仿真验证了温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换解的有效性。对温控负荷进行分散式控制,根据频率调整设定温度,改变其功率需求。把用数值拉普拉斯反变换求解后的温控负荷聚合模型结合到电力系统频率控制模型中,进行频率响应分析。通过对3机9节点系统仿真,验证了该模型结合到电力系统频率仿真模型中控制效果的有效性。     

平抑新能源功率波动的聚合温控负荷改进模型预测控制

利用需求侧聚合温控负荷(ATCLs)提供负荷跟踪辅助服务以平抑新能源功率波动是一种经济、有效的方法,但对ATCLs的控制可能会影响用户的舒适度.为此,提出一种考虑用户舒适度的ATCLs平衡新能源功率波动控制方法.首先,采用人体热舒适性评价指标预测平均投票和预测不满意度得到夏季室内舒适温度范围,结合实验方法进一步确定2次...     

一种平滑光伏并网发电系统输出功率的方法研究

随着光伏并网发电占大电网比重的增加,光伏输出功率间歇性波动对大电网的影响越来越大。对平滑光伏发电系统输出功率的方法进行了研究,提出了一种减小光伏并网输出功率波动的方法,通过加入微型燃气轮机与光伏阵列组合形成可控微源来平滑光伏输出功率。进一步研究了微型燃气轮机的慢动态特性,采用改进加权移动平均模型对光伏输出功率进行预测,提高微型燃气轮机响应速度,减小光伏并网系统输出功率波动。通过在PSCAD/EMTDC平台中进行仿真分析,验证了该方法的有效性。     

一种空调负荷和储能电池的协调控制策略

提出一种针对并网型微网的空调负荷和储能电池的超前控制策略,用于平抑微网联络线功率波动。首先,引入充放电冗余的概念,用于衡量由于混合储能系统不同单元充放电状态不一致导致的多余充放。其次,将空调负荷视作一种虚拟储能,构建混合储能系统,根据混合储能系统预测工作状态,实时调整当前控制策略。该方法可提高混合储能的功率波动调节能力,同时有效减少充放电冗余。最后,采用该策略对含1 000台空调的微网系统进行仿真,算例结果证实了本策略的有效性。     

低频低压条件下抑制MMC电容电压波动的非对称控制

模块化多电平换流器(MMC)应用于电机低频驱动时会工作于低频低输出电压状态,采用传统的对称控制方式时,因受直流侧高压影响会产生较大的电容电压波动。为此,提出一种非对称控制方式,使一桥臂不产生输出电流,另一桥臂承担几乎所有的输出电流。该方法中MMC不需要任何其他的功率交换技术,例如在低频/低压情况下通常采用的高频注入方法,以抑制电容电压的波动。详细讨论了非对称控制方法的实现过程、桥臂间的功率控制以及该方法的优缺点,仿真及实验结果表明,所提控制方法适用于电机20 Hz以下的驱动状态。     

集成智能楼宇的微网系统多时间尺度模型预测调度方法

针对含多智能楼宇的微网系统,提出一种基于模型预测的多时间尺度调度方法。首先,为有效利用建筑围护结构蓄热特性所带来的灵活性,构建了虚拟储能系统数学模型,并将其集成到智能楼宇微网多时间尺度调度方法中。随后,提出了基于模型预测的日内滚动修正方法,通过每个控制时域内的滚动优化,实现日内微网系统运行方案的精确修正。最后,以夏季制冷场景为例,利用含智能楼宇的微网系统验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法可在保证楼宇室内温度舒适度的前提下,在日前经济优化调度阶段降低运行成本;在日内滚动修正阶段平抑由日前预测误差导致的微网联络线功率波动。     

基于动态系数法的互联电网K系数调整策略

自动发电控制(automatic generation control,AGC)是控制系统频率和区域间联络线交换功率按计划运行的重要手段。频率偏差系数K对于控制系统稳定和频率恢复起着重要作用。频率偏差较小时,设置区域的最理想频率偏差系数与本区域的自然频率相等,但当区域受到较大扰动时可能不利于系统频率恢复。文中在动态系数法的基础上,综合考虑区域之间AGC配合,确定了在各种扰动发生情况下区域频率偏差系数的方法。算例分析表明,采用该方法有助于提高频率质量,减少无谓控制,改善系统的频率控制特性。     

A demand side controller of electrolytic aluminum industrial microgrids considering wind power fluctuations

Direct wind power purchase for large industrial users is a meaningful way to improve wind power consumption and decrease industrial production costs. Short-term wind power fluctuations may lead to large-scale wind power curtailment problems. To promote use of wind energy, a demand side control method is proposed based on output regulator theory for a grid-connected industrial microgrid with electrolytic aluminum loads to continuously track and respond to wind power fluctuations. The control model of the EALs and the dominant frequencies of the wind power fluctuation signals are analyzed and incorporated into the demand side control plant. The feedback control signals with active power deviations on the tie-line are used to design the demand side controller. Simulations are conducted for an actual industrial microgrid to validate the feasibility and effectiveness of the proposed method. The results demonstrate that the proposed controller based on output regulator theory is able to effectively track wind power fluctuations.     

考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略

为促进风电在电网中的消纳吸收,提出了考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略。首先对单体电动汽车入网后的储能特性进行精细化建模,充分考虑储能容量对不同荷电状态(SOC)的电动汽车有功响应能力的约束,在此基础上构建了电动汽车集群储能能力评估模型;进而针对多个电动汽车集群的协同控制,提出了考虑集群储能能力差异性的联络线功率波动平抑控制策略。该策略根据SOC自适应算法,在考虑各电动汽车响应能力约束的基础上,根据自身SOC水平确定各电动汽车的目标功率值,从而充分利用电动汽车与电网交换功率的连续调节能力;同时,该策略提出2种不同的交换功率控制方法,并探究不同方法在减少放电过程方面的差异性。最后,算例中利用电动汽车集群储能能力平抑联络线的功率波动,仿真结果验证了所提出的电动汽车集群储能能力评估模型和平抑控制策略的有效性。     

空调负荷的混合逻辑动态建模和自治控制方法

随机性可再生能源接入微网降低了联络线功率的可调控性与可计划性,聚合大规模空调负荷(ACL)的灵活性可以有效解决这个问题。首先建立了单台ACL的混合逻辑动态(MLD)模型,ACL可基于MLD模型响应控制信号并自行求解开关序列,实现自治控制。其次,为了提高微网对联络线计划功率的跟踪精度,利用空调集群的调节能力校正微网内可再生能源和负荷的日前预测偏差。最后,利用含1 000台ACL的微网算例进行了仿真计算。仿真结果表明,利用ACL的自治性,该方法能够聚合大规模ACL的灵活性提高微网联络线功率的可计划性,同时有效保证用户的舒适度与设备安全。     

模块化多电平变流器调速系统变频控制

模块化多电平变流器(MMC)凭借着诸多优势成为高电压大功率工况下的核心拓扑。但MMC变频调速系统运行于低频状态时存在桥臂能量分配不均衡、子模块电容电压波动严重等问题,不仅影响变频器全速域运行能力,甚至威胁系统安全。为解决上述问题,提出一种基于共模电压与偏置电压控制的MMC变频调速系统全速域运行方法,旨在通过控制系统各桥臂瞬时功率以快速抑制子模块电压波动。首先,构建系统数学模型,分析悬浮电容电压波动影响因素;其次,设计变频调速系统的低频控制器与在线模式切换环节;最后,为验证所提控制策略的可行性和有效性,对其进行仿真和实验的对比分析。实验结果表明,所提控制策略能有效抑制MMC变流器子模块电压波动,完成不同频段平滑切换,降低系统损耗,改善系统输出品质,提升MMC系统安全运行能力。