微网柔性并网功率平抑控制策略研究

微电网内分布式电源存在发电功率不稳定的问题,当微网与大电网并联运行时会对大电网系统的稳定性产生影响。为了消除微网内功率波动对大电网的影响,需对并网接口做出改进。文中提出了一种可平抑微网内功率波动的柔性并网接口,将配电网与微电网进行柔性互联。该接口以背靠背变流器为雏形,将混合储能技术运用在并网技术上,计算出微网内功率的波动量,再通过并网接口中的混合储能环节进行平抑,消除了微网功率波动对配网功率的影响,并简化了微网内微源的控制方式。利用MATLAB/Simulink仿真平台进行实验,验证了柔性并网接口可有效平抑微网功率波动的能力以及微网运行模式切换时并网接口可有效简化微网内控制方式的作用。     

基于VLD设计的微电网模式切换研究

微电网相对于大电网有并网运行和孤岛运行两种运行模式,其中孤岛运行又称为离网运行。为了实现微电网与大电网之间进行幷网及离网之间的快速切换,文中首先分析了微电网的体系结构,并网型微电网在模式切换中出现的问题,同时介绍了基于许继研发的可视化仿真软件(VLD),进行并网型微电网模式控制装置的研制,以及模块化具体设计。文中设计的并网型微电网模式控制装置有效解决了以往模式控制装置进行模式切换中以分钟为单位,转换时间长的问题,现在仅需在120 ms内就可实现“无缝”并网以及离网切换,对工程应用具有推动作用。     

微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略

光伏微网逆变器分为并网运行和离网运行双模式。本文详细分析和研究微网逆变器的控制策略,确定了在离网工作模式下的电压闭环控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模仿真和相关参数的设计,并利用Matlab/Simulink软件对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真,仿真结果证明了本文所采用的控制方法的正确性和有效性。     

光储直流微网分散式协调控制运行策略

针对光储直流微电网,提出一种完全分散式的协调控制运行策略。分析了系统内各个变流器接口控制及其协调控制方法、功率分配与能量管理原理。设计包含孤岛、并网两种工作运行模式,保障系统内新能源发电的充分利用、交流与直流重要负荷的可靠供电以及各工况下系统的稳定运行。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,仿真结果表明了所提协调控制运行策略的正确性与可行性。     

微电网结构与控制模式分析

微电网是一种将各种分布式发电组合起来为当地负荷提供电能的中、低压小型电网,能在并网和孤岛两种模式下运行,它能提高负荷侧的供电的可靠性。本文简单介绍了国内外微网的定义及其异同,按照微网结构和控制模式对当前的实验室微网和示范工程加以分类,并对其机理进行了简要的分析和阐述。     

含多分布式能源的微电网孤岛无缝切换策略

针对微电网并网运行切换至计划孤岛运行时负荷侧暂态振荡,提出一种孤岛无缝切换策略,有效降低负荷侧电压与频率振荡幅度。含多分布式能源的微电网孤岛运行时采用主从控制结构,主逆变器从P-Q控制切换至V-f控制,用于稳定负荷侧电压与频率。从逆变器采用P-Q控制,稳定系统内有功功率平衡。孤岛切换时,主逆变器采用状态跟踪控制,削弱因逆变器控制策略切换导致的输出不稳定性。基于PSCAD的仿真实验表明,该控制策略可有效降低孤岛切换瞬间负荷侧的电压与频率振荡,提高微电网供电稳定性。     

微网逆变器并网/孤岛无缝切换控制研究

微网并网运行与离网孤岛运行之间的切换会引起电压电流的暂态冲击,从而威胁系统的可靠运行。研究微网离并网运行时的恒压恒频与恒功率控制策略,并提出基于滞环缓冲环节的并网/孤岛无缝切换策略,抑制并网/孤岛切换过程中产生的暂态冲击。最后建立系统的Matlab/Simulink仿真模型,分别仿真分析了传统控制策略和新型控制策略。仿真结果表明,提出的新型切换控制策略可有效抑制切换过程中的暂态冲击,实现微网的平滑切换。     

柔性接入微电网的小信号建模

针对传统并网硬开关无法主动调节潮流的问题，利用背靠背变流器取代传统并网硬开关，对配电网与微电网进行柔性互联，便于二者之间的协调控制。为对系统进行稳定性分析，并考虑到不同规模的微网内分布式电源数量的不同，文中建立一种经背靠背变流器接入的含N个分布式电源的微网小信号状态空间模型框架。利用MATLAB对其进行特征值分析，确定了影响微电网稳定性和动态性能的关键参数。在PSCAD/EMTDC平台上搭建出基于下垂控制的微电网柔性并网运行模型，将建立的小信号模型与搭建的仿真模型结合，在多个工况下进行仿真，验证了建模、分析与结论的正确性。     

孤岛微电网下的单相H桥并网逆变器系统稳定性分析�

分布式发电是新型清洁能源发电的主要能源框架之一,微电网更是组成分布式发电各部分的整体代名词。孤岛微电网下会存在各种类型的微源,一般是由下垂控制将单相逆变器进行并联至大电网中。本文针对并网逆变器稳定性这一问题,对逆变器建立阻抗模型,采用电压电流双闭环控制,利用系统开环伯德图探索电压电流环参数对系统稳定性的影响。     

孤岛模式下微电网的运行研究

配电系统终端负荷的稳定性问题日益突出,微电网作为发挥分布式电源效能的具体形式,具有巨大的应用前景和现实意义。由于微电网与传统配电网组网及运行方式的差异,使得微电网必须同时满足并网和孤岛两种模式运行。目前国内外大多数的研究围绕并网中的微电网展开,而孤岛模式下的微电网多讨论其控制策略问题。文中阐述了孤岛模式下微电网的基本情况,从孤岛产生的原因出发,分析了不同类型孤岛的组成和转换条件,以满足不同区域的各类负荷供电,并指出了如何实现两种模式间的平滑过渡,为日后孤岛微电网的故障重构和暂稳研究等系列问题奠定了基础。     

A New Topology Pattern for AC-DC Mixed Microgrid

In order to realize the modular design of the microgrid, this paper proposed a new modular topology for the AC-DC mixed microgrid. In that topology, the AC microgrid unit and the DC microgrid unit were packaged together by the back-to-back converter. The battery-supercapacitor hybrid energy storage system was connected to the DC bus of back-to-back converter. By the reasonable design on the battery-supercapacitor hybrid system, the energy storage system could supply the rapid power and energy support for the microgrid spontaneously. The mathematical model and the control algorithm of that microgrid topology were studied. By the simulation analysis, it can be concluded that AC-DC mixed modular microgrid topology could operate steadily on both the grid-connected mode and the isolated mode. Furthermore, we can conclude by the simulation that the designed modular microgrid could operate uninterrupted when the microgrid topology switched from the grid-connected mode to the isolated mode. The seamless switching became the natural property for the modular microgrid. As a result, the modular microgrid topology can be considered as a usual power/load module to realize the friendly power interaction with the power grid.     

直流微电网双向AC/DC变换器鲁棒前馈控制策略研究

针对双向AC/DC功率变换器在直流微电网母线电压稳定性方面的问题,文中提出了一种结合LESO和滑模理论的前馈鲁棒控制策略。通过建立直流微电网三相AC/DC双向功率变换器的动态数学模型,架构了三阶线性扩张状态观测器,并将三阶LESO的观测值用于滑模控制器的设计。该控制策略能够在不需要额外电流传感器的情况下实现前馈控制,并确保系统具有良好的动态性能。该策略还能够有效降低滑模控制的实现难度,提高系统的鲁棒性。仿真分析验证了文中所提控制策略的有效性。     

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。     

直流微网母线电压纹波集中补偿自寻优策略

为抑制直流微网母线电压二次纹波,文中提出了一种直流有源滤波器集中补偿自寻优策略。在双向DC/DC变换器电压/电流双闭环控制的基础上,加入直流母线电压纹波控制,通过引入带通滤波器消除了传统控制方法中采用低通滤波器提取纹波时所产生的相位滞后问题。采用迭代自寻优方法获取重要控制参数阻抗系数K,实现直流有源滤波器对直流母线电压纹波变化的实时跟踪和集中补偿。在MATLAB/Simulink中搭建了含互联接口变流器、分布式电源、直流负荷、由DC/AC变流器接入的交流负荷以及直流有源滤波器的直流微网模型,建立了相应的实验平台。仿真和实验结果均验证了所提控制策略的有效性。     

Control Strategy for Flexible Microgrid Based on Parallel Line-Interactive UPS Systems

In this paper, the control strategy for a flexible microgrid is presented. The microgrid presented here consists of several line-interactive uninterruptible power supply (UPS) systems connected in parallel. The control technique is based on the droop method to avoid critical communications among UPS units. Thus, a flexible microgrid is obtained to operate in either grid-connected or islanded mode. A small-signal analysis is presented in order to analyze the system stability, which gives rules to design the main control parameters. Simulation and experimental results are presented, showing the feasibility of the proposed controller.      

混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。     

基于耦合电感高增益Buck-Boost变换器小信号建模

基于耦合电感的高增益变换器在新能源发电和直流微电网中均有良好的应用前景.论文在分析基于耦合电感的高增益升降压(Buck-Boost)变换器工作原理的基础上,采用开关流图法建立变换器的模型,详细推导了变换器的稳态模型和交流小信号模型;电力仿真(PSIM)软件对变换器小信号模型的仿真结果证明论文模型的正确性.论文结果对高增...     

A New Topology With High Efficiency Throughout All Load Range for Photovoltaic PCS

In this paper, a new topology is proposed that can significantly reduce the converter rated power and increase the efficiency of total photovoltaic (PV) system. Since the output voltage of PV module has very wide operating range, in general, the DC/DC converter is used to produce constant high-DC-link voltage for DC/AC inverter. According to the analysis of the proposed topology, only 20% of total PV system power is processed by the DC/DC power conversion stage. The DC/DC power conversion stage used in proposed topology has flat efficiency curve throughout all load range and very high efficiency characteristics. In the proposed topology, because the converter efficiency curve is almost flat throughout all load range, the total system efficiency at light load is dramatically improved. The proposed topology is implemented for 250-kW power conditioning system. This system has only three DC/DC power conversion stage with 24-kW rated power. It is only one-third of total system power. The experimental results show that the proposed topology has good performance.     

连铸坯视觉定重线结构光平面调整方法研究

鉴于传统三电平逆变电路存在谐波含量高的缺点, 在分析模块化多电平换流器(MMC)工作原理的基础上, 提出使用模块化多电平电路实现光伏并网逆变功能, 采用微分-跟踪器法实现光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)及逆变器PQ解耦控制, 实现了光伏系统以单位功率因数并网。在PSCAD中建立光伏并网系统动态仿真模型, 仿真结果表明, 所建模型具有开关损耗低、谐波量小的优点, 验证了所提方法的正确性和可行性。     

A low-cost CMOS dual-mode AC/DC data converter for signal measuring technique

A low-cost CMOS dual-mode AC/DC data converter for signal measuring technique is newly proposed. Instead of traditional full wave rectification, the realized synchronous rectification circuit is more attractive due to the easier integration and lower cost. In this paper, the design strategies of implementing the signal processing of AC and DC modes in the integrated circuit are discussed completely. Proven through SIMULINK in system level and SPICE simulations in circuit level, simulation results show that the proposed dual-mode AC/DC data converter achieves 8-bit resolution in DC mode and 7-bit resolution in AC mode. Measurement results have successfully verified the correct functions and performance of the proposed data converter and confirmed it for AC/DC signal measuring technique. The area of this chip is 710 × 630 μm² and the measured power consumption is 5.1 mW. The proposed dual-mode AC/DC data converter is suitable for the system of analog and mixed-signal boundary scan.