含直流储能的双端柔性直流输电技术提高微网并网稳定运行能力的研究

为了提高微网并网时稳定运行能力,平抑配电网公共连接点的功率波动与维持功率潮流分布,研究了一种含直流储能的柔性直流输电并网接口系统,根据柔性直流输电和蓄电池数学模型,以直流侧储能单元的充放电与双端功率传输控制和平抑微网并网扰动为目标,提出了基于两段式充电的矢量解耦三环控制及蓄电池的充放电切换控制策略,构建了以蓄电池为储能元件的微网并网系统仿真模型,针对微网内功率变化、蓄电池充放电切换和微网交流系统短路故障等情况进行了仿真分析,结果表明控制策略在保证储能单元的充放电与双端功率传输的基础上,有效地抑制了公共连接点的功率波动,保证了电网潮流分布的稳定。     

微网孤岛运行模式下的改进下垂控制方法研究

受线路阻抗参数影响,传统的功率下垂控制难以保证并联微源输出的无功功率按其容量比合理分配。针对这一问题,提出了一种用于微网孤岛运行时的改进功率下垂控制策略,公共母线处的中央控制器向各并联微源的本地控制器发送无功功率给定值信号,通过积分器调节后实现下垂特性曲线的平移,保证并联微源输出的无功功率可以合理分配。此外,在无功-电压下垂策略中增加了公共母线电压有效值的反馈控制,保证了该处稳态电压为额定值;同时,在有功-频率下垂策略中通过减小下垂增益保证了系统稳态频率偏离额定值很小,加入了有功功率的微分环节,保证了下垂增益较小时系统仍然具有较好的动态性能。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

电—热联合微网中基于波动参数的多类型储能协同控制

针对光伏发电的功率波动和消纳问题,结合中国西北地区供电供热需求,以光伏、热泵和混合储能组成的电—热联合微网为研究对象,研究了基于波动参数的多类型储能协同控制。首先,分析电—热联合微网的特点及能量转换方式。然后,设计电—热联合微网中基于波动参数的多类型储能双层协同控制策略,在上层控制中,基于功率波动时间尺度以及变参数的低通滤波方法,提出多类型储能协同平抑功率波动策略;在下层控制中,基于混合储能平抑功率波动以及微网电压、频率机理,提出混合储能能量转移的自适应控制策略。最后,通过仿真算例对所提算法进行验证,仿真结果表明：所提方法可以在有效减少电储能投资成本的前提下充分抑制可再生能源的功率波动,并延长混合储能的使用寿命,具有良好的应用前景。     

微网双电池系统的协调控制

针对风光储微网,提出应用蓄电池储能系统BESS（Battery Energy Storage System）和超级电容双储能系统,采用基于下垂控制策略的协调控制方法以提高微网的稳定性．通过PSCAD／EMTDC仿真,验证了微网双电池储能系统配置方案和控制策略的可行性．     

基于模糊下垂控制的微电网分层协调控制策略研究

针对微电网系统中多个微源的协调问题,基于模糊算法改进的下垂控制和微电源各自的工作特性,提出了一种新型的分层控制策略,把模糊下垂控制作为主电源的控制策略,多个微源作为主电源协同维持电网的稳定:将蓄电池作为1级控制的主电源,平抑小功率的负荷波动;将容量大、输出稳定的微型燃气轮机作为2级控制的主电源,应对电网较大功率的负荷波动.最后,通过PSCAD/EM TDC仿真验证了控制策略的有效性.     

风氢耦合系统协同控制发电策略研究

针对风力发电功率波动和并网弃风严重问题,采用含氢储能管理系统的风氢耦合发电系统及其协同控制策略.风氢耦合系统由风电场与氢储能管理系统(包括电解槽、燃料电池、储氢罐等)构成,各单元通过功率变换器汇集到并网点,与交流电网相连.综合考虑储能荷电状态、储能出力及相关约束限制导致并网点电压波动,引入超级电容器用以减少并网点电压变化.在电解槽启动优先级高于超级电容的前提下,采用3种运行状态下的系统协同控制策略.通过Matlab/Simulink软件进行仿真研究,验证了风氢耦合系统协同控制策略的有效性,提高了风电的消纳能力.     

平抑联络线功率波动的微网混合储能容量优化

为合理配置微网混合储能系统的容量,降低联络线功率的波动性,提出平抑联络线功率波动的混合储能系统容量配置方法。首先,以净负荷和联络线期望功率的偏差平方最小为目标,以联络线功率的上下限以及最小调节时间为约束,优化得到联络线期望功率。其次,依据净负荷功率以及优化得到的联络线期望功率计算得出混合储能系统功率。然后,建立了以混合储能系统全生命周期成本为目标,以蓄电池以及超级电容器工作频段的分界频率为优化变量的混合储能系统容量优化模型,并应用粒子群算法求解该模型获得最优的储能系统功率和容量。最后,采用实际微网运行功率数据,进行了案例验证,仿真结果证明了所提方法的经济性和有效性。     

独立微电网中功率精确分配与频率电压恢复控制

在独立微电网逆变器并联运行系统中,由于线路阻抗的影响,采用传统下垂控制时,各微源无法按容量比例精确分配功率.为了解决这一问题,深入分析了该系统运行时的负载功率分配原理,得出功率分配不精确的根本原因是两台逆变器的容量与其总输出阻抗不相匹配,因此提出了一种微电网分层控制策略.在第一层控制中,通过添加虚拟阻抗使得逆变器的输出总阻抗为感性,以削弱线路阻抗的影响;在第二层控制中,增加了无功功率的补偿控制,以提高各微源的无功功率分配精度,同时,还添加了频率和电压的恢复控制来消除各微源逆变器输出的频率和电压偏差.最后,基于Matlab/Simulink的仿真结果表明了所提控制策略的正确性和有效性.     

多能源混合微网容量优化配置研究综述

多能源混合微网的容量优化配置是合理利用可再生能源、保障系统供电稳定性、可靠性和经济性的前提.总结了微网系统容量优化配置的一般方法,对常用于微网系统中的风力发电机、光伏、柴油发电机和蓄电池储能系统的数学模型进行了论述,并介绍了蓄电池储能系统的寿命评估方法;列举了微网容量优化的约束条件和目标函数,以及应用于优化计算的人工智能算法,并对已开发应用的微网系统容量优化配置软件进行了介绍.     

基于虚拟同步发电机技术的无缝切换控制策略

在微网系统中储能电源的并网及离网运行状态及两者之间的动态切换过程直接影响到敏感负荷的供电质量。针对该问题,文章采用一种基于虚拟同步电机的储能逆变器控制方法,使储能逆变器等效于受控电压源,同时具备惯性模拟、调频、调压功能;此外提出一种储能逆变器并离网无缝切换控制策略,可以实现并、离网状态及两者之间的自动平滑切换,最后搭建了微网实验平台,实验结果验证了所提控制策略的有效性。