微电网孤网运行时的频率特性分析

微电网孤网运行时的频率特性是微电网运行机理分析和控制策略研究的基础.针对逆变器、同步发电机和异步发电机不同接口型微电源,分别从控制策略、传递函数和结构特点等方面进行定性和定量分析,结果表明不同的微电源具有差调频、无差调频和无调频特性3种不同的调频作用.微电网的频率特性由不同微电源的调频特性共同决定,是否存在无差调频型微...     

自适应调节下垂系数的微电网控制策略

针对采用传统下垂控制的分布式电源在孤岛运行时受负荷变化影响使其频率偏离额定值或电压幅值偏移较大,在并网运行时因配电网受到干扰后电压或频率出现波动致使输出功率不能保持恒定的缺陷,设计了一种能实现孤岛频率无静差、孤岛电压幅值小偏移量和并网恒功率输出的自适应调节下垂系数的控制器。同时,基于该下垂控制器的特点,提出了一种改进的微电网综合控制策略,即多重主从控制策略,以克服基于V/f的主从微电网系统控制和基于V/f的多主微电网系统控制中存在的不足。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了控制器和多重主从控制策略的有效性和可行性。     

风电接入孤网后的频率控制策略

由于风电场容量相对于孤网系统容量较大,且不具备传统发电机组的调频功能,风电出力的随机波动特性势必会引起孤网系统频率的显著波动,严重影响孤网中设备的安全稳定运行。在总结及阐述孤网概念及已有频率控制方式基础上,研究并建立抑制风电接入后频率大幅波动现象的孤网频率控制策略,包括三次和二次频率调节策略,其中,三次调频考虑风电场短期和超短期出力预测进行含风电的协调调度,二次调频根据系统频率以及风电场出力趋势对常规电源和风电出力进行秒级至分钟级的调整。最后,通过建立含风电的孤网动态仿真模型,仿真验证所提出控制策略的有效性。     

微电网孤网运行特性研究

微电网孤网模式下主控微源对电压和频率的控制能力对于微电网的稳定至关重要.基于 DIgSILENT 软件平台对微电网孤网运行模式下负荷的扰动、储能电池不同的额定功率对微电网电压/频率特性的影响进行研究.仿真结果表明,储能电池额定输出功率越大对电压和频率的调节作用越强,调节时间越短;负荷波动越大对电压影响越大,微电网越不稳定,在运行中应避免负荷的剧烈变化。     

应用综合控制策略的微电网建模与仿真

为提高间歇性能源的利用效率,确保微网安全高效运行,研究了含有多个微电源模型的微网暂稳态特性,通过MATLAB／Simulink软件,利用已经构建的各种微电源模型搭建了典型微电网的仿真平台。考虑了微电网受到扰动时内部电压和频率的支撑问题,建立了基于电压型逆变器（voltage source inverter,VSI）的P...     

燃料电池对孤网微电网频率影响研究

针对现有微电网孤网运行模式,以提高微电网孤网运行时频率稳定性为目的。构造一种循环系统是由质子交换膜燃料电池（PEMFC),水电解装置,储氢装置组成,实现无差调频。同时提出蓄电池考虑SOC的改进下垂控制参与一次调频。并制定蓄电池组与PEMFC循环系统具体参与调频的控制策略。通过计算与仿真表明,所构造PEMFC循环系统与采用动态下垂系数的蓄电池的调频控制策略能够快速实现微电网一次调频和二次调频。     

孤网频率稳定与控制策略研究

孤网稳定运行是防止电网大面积停电的最后一道防线。由于孤网运行方式与大型互联电网不同,研究孤网频率稳定与控制,对保障电力系统安全、可靠运行具有重要意义。简单介绍了孤网频率动态特性,分别对水轮机、汽轮机、锅炉的控制方式进行论述,分析了一次调频、OPC、高频切机、低频减载、二次调频对孤网频率稳定的作用。较全面地总结了近年来国内外孤网运行安全稳定控制研究现状及存在的问题和不足,并在此基础上对该领域今后的研究方向作了展望。     

基于下垂控制的低压微电网故障控制策略

下垂控制的分布式电源(Distributed Generation, DG)接入孤岛微电网时,可在故障时呈现电压源特性以维持母线电压稳定。针对低压线路与DG对短路电流贡献能力较弱的特点,分析了非故障与对称故障时DG输出功率与母线电压的关系。提出了故障时根据输出阻抗以设置有功、无功输出参考值与改进的下垂控制策略,解决了故障时电压骤降与频率波动对输出功率的影响。计及DG输出电流受限的情况下,实现了故障时以最大功率输出并尽可能提高母线电压的目的。仿真算例结果验证了所提方法的有效性。     

基于不同控制策略的微网仿真

考虑微网系统建设成本和运行的灵活性、可靠性,对微网建设初期的接线方案进行了选择。研究了2种微源控制方法,基于微源的不同控制原理建立了微网系统仿真模型,针对计划孤网和非计划孤网中的下垂控制和混合控制进行了仿真分析。仿真结果验证了微网计划孤网的稳定性和孤网控制方法的有效性。任何控制方式下微网再并网时,均需对各微源出力进行重新调整,才能保证微网运行模式的平滑过渡。     

微电网控制策略研究

微电网可提高供电可靠性,改善电能质量,与大电网并列运行还可实现消峰填谷,提高负荷效率,实现经济运行。给出了微电网的定义及其结构示意图,探讨了微电网系统中不同逆变型分布式电源采用的恒功率控制、恒压恒频控制、下垂控制等控制方法,及主从控制、对等控制、分层控制等微电网的整体控制策略,并对微电网控制系统的未来发展趋势进行了展望。     

基于温控负荷的孤岛微电网建模与控制

针对风能的随机性和不确定性,在综合考虑需求侧作用机理和储能系统的协调作用下,纳入需求侧响应,建立孤岛微电网的模型。储能系统采用电压-频率控制实现孤岛微电网的电压和频率稳定,采用功率-无功功率控制实现风电机组的最大功率跟踪控制;考虑用户的选择意愿,以冰箱为例,提出一种适用于温控负荷的变参与度控制策略,协同储能系统进行孤岛微电网的功率控制。基于MATLAB/Simulink环境,建立了含有风电电源、储能系统及冰箱的孤岛微电网模型。仿真结果验证了控制策略的可行性,并在保证用户用能舒适的同时,有效减小对储能装置的容量需求。     

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。     

微电网电源的虚拟惯性频率控制策略

针对微电网孤岛运行时配有储能装置的分布式电源,提出了一种虚拟惯性频率控制策略,使微电网电源具有下垂特性的同时,还具有类似于同步发电机转子的惯性。在扰动发生时,该策略能够支撑微电网的频率,从而提高微电网频率的稳定性。以一个2机系统为例,分析了在微电网中采用这种控制策略时可能引起的功率振荡问题,通过优化主电路和控制器参数抑制了这种振荡。PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

微网系统不平衡电压补偿控制策略

微网系统中负荷不平衡会造成系统中电压的不平衡,影响微网系统的供电质量。针对这一问题,文中首先介绍了微网系统逆变器的控制方法,然后基于下垂控制,分析了微网系统电压不平衡的原因。为保证微网逆变器端口和公共耦合点电压能同时满足供电质量标准的要求,提出一种采用微网中储能逆变器对逆变器端口和微网公共耦合点不平衡电压进行同时补偿的控制策略,对所提补偿策略进行了详细的阐述,最后通过仿真和实验分析验证了所提方法的有效性。     

微电网储能系统下垂协调控制与母线电压控制策略

针对风光互补微电网内风力发电系统和光伏发电系统运行特性,提出采用蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)与超级电容储能系统(Super Capacitor Energy Storage System,SCESS)下垂协调控制策略基础上对微电网母线电压采用对应的控制策略,进而优化无功功率控制,以此进一步提高对微电网内负荷供电的稳定性。文中对微电网模式切换过程,加以控制策略理论分析,再通过PSCAD/EMTDC仿真软件,验证文中所提出控制策略的有效性及可行性。     

改善独立微网频率动态特性的虚拟同步发电机模型预测控制

随着分布式能源在独立微网内的渗透率不断升高,系统惯量水平逐渐降低。虚拟同步发电机(VSG)由于能够模拟惯量,对系统频率的动态变化具有一定的阻尼作用,已逐步应用于微网中。针对新能源出力波动或负荷投切等导致微网内瞬时功率失衡,进而引起系统频率振荡甚至超过安全约束的问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的VSG控制方法。建立了以频率变化率为约束,以频率偏差和VSG出力加权值为优化目标的预测模型。设计了根据系统频率及VSG输出电压—电流等物理量,利用预测模型计算所需功率增量,并据此改变VSG输入功率设定值的整体控制策略。同时,给出了预测模型的求解算法,并对算法收敛性进行分析,为关键参数的选取提供了依据。通过独立微网内负荷投切和分布式电源出力波动等典型工况下的仿真,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于DBS的直流微电网控制策略仿真

针对现有直流微电网中多个微源协调控制策略的不足,采用直流母线信号DBS(DC bus signaling)控制策略对直流微电网中各微源进行协调控制。该策略将母线电压等级控制策略与下垂控制相结合,首先根据各微源属性对其优先级进行划分,依照电压等级控制策略确定各微源的工作阈值;其次根据下垂控制设计不同的下垂系数,对同一电压等级下的各微源输出功率进行分配,确保直流微电网的稳定运行;最后分析了孤岛和并网模式下各微源的工作方式,并在Matlab/Simulink中构建直流微电网仿真模型进行验证。仿真结果表明,采用DBS控制策略是可行有效的。     

微电网主/从控制策略的分析研究

在考虑微电源类型差异性和负荷分散性的基础上,结合微电源的两种不同运行模式,采用主/从控制策略,即将恒功率控制(PQ控制)和恒压、恒频控制(V/f控制)结合起来对微电网进行控制.在并网模式下,采用PQ控制,实现微电源对参考有功和无功的控制;在孤岛模式下,采用V/f控制,为微电网运行提供稳定的频率支撑.为了验证所设计的主/从控制策略能使微电网可靠运行,对微电网在联网运行模式和孤岛运行模式之间切换,以及孤岛模式下切/增负荷两种运行状况下的运行特性进行分析.通过Matlab仿真,对微电网母线电压、系统频率和功率的变化规律进行分析,证明了本文所设计的主/从控制策略的正确性和可行性.