单三相混合供电制式多微网联网路径搜索及源荷储恢复策略

配电网供电恢复后,为实现多微网内各区域自治系统稳定及快速有序地并入配电网,提出一种考虑稳定性和联网时长的单相/三相(简称单三相)混合供电制式多微网联网路径搜索算法及源荷储恢复策略:基于单三相混合供电制式多微网图论模型,将联网路径搜索转换成最小生成树问题,利用改进Prim算法进行最短路径搜索;联网完成后,通过基于混合整数规划的粒子群算法,将多微网区域自治时被切除的次要负荷、被限制的新能源出力以及储能电池的电量进行集中式恢复。基于DIg SILENT的单三相多微网仿真平台对所提算法进行仿真验证,证实了所提算法的有效性和实用性。     

基于广义最小生成树的多微网源荷储恢复顺序优化策略

随着区域内微网接入数量的增加,逐渐形成不同相序结构的多微网系统,制定合理可靠的源荷储恢复策略对其快速恢复具有重要意义。针对新兴的单相与三相拓扑结构的混联多微网,提出一种考虑其三相不平衡度约束及稳定运行裕度需求的单相/三相多微网源荷储恢复顺序优化策略。提出多微网运行裕度和稳定裕度的概念,将源荷储恢复事件抽象为连通无向图的顶点,采用基于Prim思想的改进广义最小生成树方法进行源荷储恢复顺序优化,并提出考虑簇间权值最小的顶点簇形成方法。经仿真验证,所提策略有效可靠。     

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。     

多微网多时间尺度交易机制设计和交易策略优化

为了在多微网交易中充分发挥分散调度的优势、保护各子微网的隐私,以及进行高效快速的计算,文中提出了一种并网型多微网系统多时间尺度交易机制和基于深度学习的交易策略优化算法。首先,建立了多微网内部交易价格模型,该模型可根据多微网内部供需形势的变化,动态调整内部交易价格,使多微网内部交易相对于微网直接与配电网交易更具经济性,从而激励各子微网参与内部交易。其次,建立了“报量不报价”的日前、日内交易机制。在日前交易中通过交易电量和内部交易价格的迭代,形成日前交易计划和交易价格,并进行日前电力交易出清;在日内交易中,各子微网仅申报一次不平衡功率的购售电需求,申报结束后直接出清。此外,基于多微网系统与配电网之间日前预期和实际交互功率的偏差,提出了联络线功率偏差的补偿方案,以降低多微网系统功率波动对配电网运行的影响。然后,基于生成的日内交易样本数据,引入深度神经网络算法训练学习各子微网的交易策略,以便子微网在日内交易阶段快速、准确地得到自身最优的购售电计划。最后,通过算例验证了所提出模型和算法的有效性。     

应对脱离配电网情况的单三相多微网组合分析及切换控制

考虑单相及三相微网两者在地域上接入较为相近,互联而形成单三相多微网系统。由于其复杂的运行方式,亟待解决如何实现多微网灵活无缝切换的问题。介绍了单三相多微网系统拓扑结构;当多微网系统为应对脱离配电网情况时,即常规主动并转离,通过互联方案预筛选得到初始方案后,基于模糊多目标决策得到多微网互联方案;通过给定的互联方案目标进行系统状态平滑切换。所提策略经算例验证可行,为多微网切换控制技术提供建议性方案。     

多微网多并网点结构微网设计和模式切换控制策略

以鹿西岛微网示范工程为背景,介绍了鹿西岛微网特点,风电、光伏发电和储能的规模及组成,并重点阐述了多微网、多并网点结构设计以及分层控制的监控系统,详细分析了24个运行方式切换策略及切换流程,并结合实际运行结果进行验证。实践证明灵活的微网结构和智能的切换控制方法可实现微网并/离网无缝切换,有效提高海岛供电可靠性,减少夏季高峰负荷拉闸限电。     

基于分层控制的多微网并网/解列运行控制策略

针对传统V/f下垂控制在微网并网/孤岛运行过程中控制精度低、频率稳定性差等问题,通过对下垂控制的理论分析,考虑了线路等效电阻对微网控制的影响,提出了一种改进的V/δ下垂控制方法。以此方法为基础,设计了以微网中央控制器为核心的多微网分层协调控制系统,提出了多微网并网/解列运行过程的暂态控制策略与流程。以某海岛离网型风光柴储系统为对象,EMTDC/PSCAD仿真和实际系统试验验证了所提控制策略与流程的有效性。     

基于模型预测控制的微电网多时间尺度协调优化调度

微电网多时间尺度优化调度是消纳间歇性分布式能源的有效技术手段,针对传统基于潮流断面信息的多时间尺度优化方案易出现机组调节响应不及时、计划跟踪误差较大等问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的多时间尺度协调调度方法。在日前调度阶段,综合考虑电价峰谷差、储能寿命及可再生能源随机性,建立了以系统运行成本最低为优化目标的最优经济调度模型。在日内调度阶段,为应对可再生能源日前预测误差带来的联络线功率波动,同时为确保储能满足日运行能量平衡约束,提出了一种基于MPC的日内滚动优化校正策略。采用有限时间窗内的滚动优化调度代替传统单断面优化调度,提前感知未来一段时间内的可再生能源出力及联络线计划的变化从而对机组出力进行调整,同时结合时域滚动和系统实时状态的反馈校正,更大限度地消除了微电网中不确定性因素的影响,确保了日前计划的合理性及系统运行的稳定性。以某示范微电网为例,通过算例分析验证了所提模型及算法的有效性。     

微网暂态稳定性研究

随着以各种分布式发电技术为基础的微网技术的快速发展,微网暂态稳定性已成为微网研究中的一项重要内容。由于微网的结构和控制策略等在不同的应用场合不尽相同,因而微网的暂态稳定问题较为复杂。针对以上问题,从影响微网暂态稳定性的4个主要方面,包括分布式微源类型、微源接口类型、负载特性和故障类型,对微网的暂态稳定性进行了总结。在此基础上,总结了提高微网暂态稳定性的主要措施。最后,探讨了微网暂态稳定性研究所亟需解决的关键问题,并就相关研究方向进行了展望。     

三相不平衡的单/三相交直流混合微网能量协同管理策略

针对三相不平衡的单/三相交直流混合微网,直流微网内分段下垂的自治分布储能系统和交直流微网接口变换器的区域电能均衡的能量管理策略被分别设计以实现均衡功率和提高可再生能源利用率。首先,单/三相交直流混合微网的拓扑结构及其功率交换模式被建立。然后,针对基于分段下垂曲线的储能系统易出现的局部环流、难以实现分布式电源和负载即插即用等问题,设计了一种动态均衡的荷电状态一致性策略。提出了计及恒功率交互、混合微网电压、频率稳定性,基于分段下垂的自治分布储能系统与区域电能均衡策略的协调控制方法。最后,通过仿真和实验验证了所提能量管理策略的有效性。     

含混合储能的独立微电网多时间尺度协调控制策略

提出了一种含混合储能的独立微电网多时间尺度协调控制策略。该控制策略采用“日前优化+日内滚动+实时控制”的方式,对各发电机组的启停和出力计划、负荷投切计划和储能系统的控制进行决策,并且不断修正。该策略可以有效地减轻预测误差带来的影响,从而提高含混合储能的独立微电网运行的稳定性与经济性。     

低压微网中基于单相电压独立控制的下垂控制

三相四线制低压微网中,由于接入大量单相负荷,常引起三相不平衡情况。而传统控制方法在三相不平衡情况下不能有效控制低压微网在孤岛运行时的电压和频率稳定。针对三相四线制低压微网特点,设计了单相电压独立控制的下垂控制方法。论文首先在考虑低压微网的阻抗特性主要呈阻性的情况下,采用了改进的下垂控制方法,并设计了单相电压独立控制,使控制系统能够运行在三相不平衡负荷下;然后设计两级控制对低压微网孤岛运行时的频率和电压进行控制,并对误差量进行修正;最后根据设计的控制策略进行系统仿真分析验证方法有效性。在PSCAD平台上通过对搭建的小型低压微网算例仿真,验证了基于改进下垂控制的单相独立控制方法的有效性以及能够实现低压微网孤岛运行时电压频率稳定的要求,所设计的方法能够达到在三相不平衡情况下的控制目标。     

单/三相混合微电网中虚拟组合式三相变流器功率协调控制

针对单/三相混合微电网系统孤岛运行时单相电源和负载引起的三相电压不平衡问题,提出了虚拟组合式三相变流器及其功率协调控制。详细阐述了基于虚拟三相瞬时功率的下垂控制和虚拟阻抗控制,实现同相并联单元的功率分配。针对组合式三相变流器相间同步控制难点,提出了新型120°鉴相器和基于锁相环原理的相间同步控制,提高三相电压平衡度。在此基础上,给出了电压补偿控制,进一步改善供电质量。同相及相间功率协调控制无需附加任何同步芯片或通信线,原理简单,控制灵活,可靠性高。最后,仿真和实验结果表明所提控制策略可以实现动稳态工况下同相并联单元间功率按照设定比例分配以及不同相间相位和幅值的同步控制,100%不平衡负载下电压不平衡度为0.1%,供电质量较高。     

单相和三相整流系统统一控制策略的研究

矢量控制在三相整流系统中的优越控制性能,使其得到了广泛应用。为将矢量控制的优越性扩展到单相整流系统中,通过将三相及单相整流系统控制方程表达式变换到d,q轴系中进行分析,得到了两个系统一致的控制方程,并给出两者的控制框图。并在Madab中进行仿真,两个系统都能实现良好的控制效果。通过单相与三相整流系统统一性推导,可推广到任意相整流系统空间矢量控制。     

串联和并联结构的多微网系统分层协调控制策略

根据多微网间的串联和并联组网结构,设计了串、并联不同结构的多微网系统两级分层控制方案.以多微网系统允许出现的有效运行状态为基础,依据其当前状态和触发事件制定微网运行状态的转换.针对多微网系统的联络线功率控制、并网和孤岛模式切换,提出串、并联结构的多微网中央控制器之间的协调配合策略.结合云电科技园智能微网的工程建设,利用MATLAB/Simulink软件搭建串联和并联结构的多微网模型;仿真分析联络线功率调节、不同模式转换和同步过程中微网的动态特性.仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性.     

微电网改进多时间尺度能量管理模型

为减小可再生能源随机性和波动性给微电网稳定经济运行带来的影响,考虑到可再生能源预测精度随时间尺度减小而提高的特点以及不同时间尺度能量管理之间的强耦合关系等因素,在常规多时间尺度能量管理框架的基础上,提出了微电网多时间尺度能量管理的改进模型及其协调控制策略,即通过在超短期调度与实时控制之间增加超超短期调度,在长期调度与短期调度之间增加缓冲边界约束,在超短期调度中加入与长期特性有关的储能荷电状态惩罚项等改进措施,实现对微电网能量管理的逐级细化、优化求解以及全局和局部的协调。实际系统验证表明,相比常规多时间尺度能量管理,所提改进模型及其协调控制策略具有精度高、求解速度快、充分协调各时间尺度优化等特点。