基于改进下垂控制的直流微电网大扰动稳定性分析

针对含恒功率负荷的改进下垂控制直流微电网系统大扰动稳定问题，本文基于混合势函数理论，提出一种适用于改进下垂控制的直流微电网系统稳定性判据推导方法。通过推导得到稳定性判据，给出恒功率负荷稳定运行边界和储能变换器下垂系数及幂指数的取值上界。该判据能够良好地反映改进下垂控制的直流微电网系统大扰动稳定性与储能变换器下垂系数及幂指数取值间的关联，为系统控制参数的选取提供了重要参考。仿真验证了所提方法和稳定性判据的正确性。     

含混合储能直流微电网混合势函数建模及稳定性分析

针对含恒功率负荷的混合储能直流微电网大扰动稳定及储能变换器建模问题,在推导混合储能(hybrid energy storage system, HESS)脉宽调制开关网络等效模型基础上,提出了一种基于混合势函数理论的含HESS直流微电网稳定性判据及分析方法。首先,计及HESS充放电特性,将含HESS直流微电网系统的工作状态划分为buck和boost工作模式;接着,分别建立上述两种工作模式下基于脉宽调制开关网络等效模型的直流微电网系统混合势函数模型;最后,应用混合势函数理论第3稳定性定理,分别推导得到buck和boost工作模式下的直流微电网大扰动稳定性判据,并对比基于开关平均模型的系统稳定性判据,提出的稳定性判据推导方法对系统动态行为预测更为准确。仿真验证了所提稳定性分析方法的合理性以及混合势函数判据的先进性。     

直流微电网微电源接口分析与控制策略设计

多数分布式电源发出的电能需要通过整流逆变后接入交流微电网,增加了电力电子器件的使用,降低了能量转换效率。介绍了更适合直流微电源和高频交流微电源接入的直流微电网拓扑结构,分析了交流微电源、直流微电源、储能装置与直流微电网间的电力电子接口,设计了以上接口的控制器,提出了整个直流微电网的控制策略。在Matlab/Simulink中建立上述直流微电网仿真模型,仿真结果表明,所建立的电力电子接口的正确性和所提出的控制策略的有效性。     

基于下垂控制的直流微电网小扰动稳定性分析

本文针对基于下垂控制的直流微电网的稳定性问题,搭建了包括AC/DC整流器和DC/DC变流器及其控制系统的直流微电网系统模型,并在此基础上对直流微电网进行了小扰动稳定性分析,得出了在采取不同下垂系数时的系统特征值。算例结果表明,在设置合理的控制器参数和滤波器参数的前提下,直流微电网在下垂系数较大时仍能保持稳定。为进一步验证分析方法的有效性,对所研究的直流微电网进行了时域仿真,仿真结果验证了小扰动稳定性分析的正确性。     

多换流器直流微电网稳定性分析

直流微电网系统具有多组控制器参数,不同电源的控制器参数组合对整个系统稳定性的影响尚不明确,亟需展开研究.针对该问题,建立了直流微电网系统的小信号模型,并基于参与因子以及系统特征根提出稳定域分析方法,研究多个系统参数改变时对系统稳定性的影响规律.结果显示,由于源网荷的交互作用,电源的控制器参数稳定域在不同网络参数下出现差...     

直流微电网电压等级的选择及其稳定控制策略研究

针对直流微电网电压等级的选择与确定,在已有直流标准和直流工程电压等级基础上,考虑微电网容量和供电半径,进行运行损耗计算,从而选择最优的直流母线电压等级。针对直流微电网电压稳定控制,并网运行时采用储能DC/DC变流器控制直流母线电压稳定,AC/DC逆变器控制直流微电网并网功率。孤岛运行时采用储能DC/DC变流器控制直流母线电压稳定。在PSCAD/EMTDC中搭建直流微电网仿真模型,进行不同运行模式下的电压稳定控制策略仿真验证。结果表明,所采用的电压稳定控制策略,在光伏发电功率和负荷功率波动的情况下,能很好地控制直流微电网电压稳定。     

混合直流输电系统综述

混合直流输电系统是通过结合各种电流源型换流器(CSC)和电压源型换流器(VSC)的技术特点,互相取长补短而形成的新型直流输电拓扑结构。在简要介绍CSC和VSC基本结构和技术特点的基础上,分别阐述了混合两端、混合多端、混合多馈入、混合双极直流输电系统和混杂换流器各自的技术特点、控制方式、应用场景和研究进展,最后总结了混合直流输电系统的优势和不足,展望了未来混合直流技术的研究和发展方向。通过对混合直流输电技术的研究成果的总结和工程应用的介绍,表明混合直流输电是一种独具特色,拥有广泛应用前景的新型高压直流输电技术。     

基于纵横交叉算法的直流微电网趋优稳定性分析

在直流微电网稳定性分析中，为解决多指标趋优化运行提高系统稳定性问题，提出了一种纵横交叉算法(crisscross optimization algorithm,CSO)求解参数趋优解方法，该算法能够实现全局并行搜索，有效地规避参数局部解对稳定性分析的影响。首先建立多源多负荷直流微电网的小信号模型，利用特征根分析方法计算出系统主导模态，通过参与因子法解耦状态变量对主导模态的影响程度，将主导模态实部作为CSO的目标函数并引入条件约束的惩罚函数进行稳定性分析。通过CSO的搜索优化能力找寻到电源下垂系数趋优解，以此增大阻尼、提高系统稳定性，并利用CSO发现源侧线路采用两长一短输电也可提高系统稳定性。最后，通过仿真分析和实验验证所提控制策略的正确性与有效性。     

应对特高压直流大扰动的稳定措施综述

特高压直流对于保障大规模清洁能源消纳和负荷中心的电力可靠供应具有重要作用,近年来得到快速发展。特高压直流输送功率大,一旦发生极闭锁、换相失败等大扰动将对送、受端系统的有功和无功功率平衡造成较大冲击,若不采取有效应对措施,可能会导致电网稳定破坏。为实现“碳达峰、碳中和”目标,越来越多的新能源将通过特高压直流送出,直流大扰动诱发的过电压导致新能源机组连锁脱网的风险日益突出。立足于实际电网生产运行,从功角稳定、频率稳定、电压稳定和过电压等4个方面对应对特高压直流大扰动的稳定措施进行梳理,并尝试给出了提升大电网稳定水平的措施建议。     

直流微电网集群的大信号稳定性分析

直流微电网集群通常由多个直流微电网互联而成,通过灵活的功率流动控制实现区域能源共享和优化利用,以充分发挥直流分布式发电系统的优势。然而,小规模直流微电网具有低惯性和高阻抗的“弱电网”特性,“弱-弱”互联会降低集群系统的阻尼,甚至出现振荡或系统崩溃等严重后果。同时,直流微电网集群的高阶、强耦合以及非线性动态特性也对其稳定性分析带来了巨大挑战。为此,基于Brayton-Moser混合势理论,提出针对直流微电网集群的大信号稳定性分析方法。建立集群的大信号降阶模型,详细推导用于系统大信号稳定性判据的混合势函数,并分析关键参数对稳定区间的影响,最后通过实时仿真结果验证了该分析的正确性。     

基于CSC和VSC的混合多端直流输电系统及其仿真

研究了一种新型混合多端直流输电系统,其换流器可以分男由电压源换流器(VSC)和电流源换流器(CSC)构成,各个换流器之间以并联方式连接.为验证该直流输电模式的有效性和可行性,建立了一个混合三端直流输电系统仿真模型,包含1个电流源整流器、1个电流源逆变器和1个电压源双向换流器,并分别设计了2种控制策略.当采用第1种控制策略,即电流源整流器采用定电流控制,电流源逆变器采用定电流控制,电压源双向换流器采用定直流电压控制和定交流电压控制时,混合多端直流输电系统在启动、稳态运行、直流和交流故障等情况下具有良好的运行特性,不失为一种有效的直流输电模式,能够综合利用常规直流输电和轻型直流输电各自的优点,有效扩展常规直流输电系统的适用范围.     

聚合恒功率负荷对直流微电网稳定性影响的阻抗法分析

电动汽车等恒功率负荷大量接入直流微电网可能导致系统振荡失稳,对系统的稳定运行提出了挑战.分析了恒功率负荷聚合接入导致系统失稳的机理,并提出了一种基于Nyquist判据的直流微网稳定性估计方法.首先,在负荷动态特性相同的假设下,推导了直流微网等效降阶模型,将含N个恒功率负荷的高阶直流微网等效为含单个负荷接入的微网降阶系统...     

直流微电网建模与稳定性分析

针对直流微电网的稳定性问题,采用状态空间法建立了直流微电网中多种变流装置及其控制系统的平均模型,并在此基础上对直流微电网进行了小扰动稳定性分析,得出了随着变流器控制参数变化的系统特征值轨迹。分析表明,当变流器的控制系数增大到一定数值时,将会出现实部为正的系统特征值,即系统不稳定。为了验证这一分析方法的可行性,又对所研究的直流微电网进行了时域仿真,得出负荷突增时不同控制系数下的时域电压曲线。仿真结果一方面验证了稳定性分析的结果,另一方面也表明,当控制系数在稳定范围内时,系数越大,则电压控制的效果也越好。由此可见,合理选择变流器的控制参数能够很好地保证直流微电网的电压稳定性。     

基于灰狼算法的直流微电网H∞鲁棒控制

在直流微电网系统中,负荷中常含有大量的恒功率负载(constant power load,CPL),其表现为负阻尼特性。CPL的接入会降低系统的稳定性,造成直流母线电压的振动失稳甚至造成系统的崩溃。首先,建立了单换流器直流微电网的小信号模型,根据小信号模型通过根轨迹法分析了CPL的接入对系统稳定性的影响。然后,提出了一种基于H∞控制理论下混合灵敏度优化的控制结构,相比传统PI控制具有更好的控制性能,提升了直流微电网系统的稳定性。采用改进灰狼优化算法（improved grey wolf optimization,IGWO）优化控制参数,进一步提升了控制性能。最后在MATLAB/Simulink中对两端口直流微电网模型进行仿真,验证了所提出的控制策略具有良好性能,能有效提高系统的稳定性。     

交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术

交直流混合微电网的直流母线电压的稳定控制对整个交直流混合微电网系统十分重要。针对交直流混合微电网中直流母线电压控制方式,提出一种实用、高效的交直流混合微电网直流母线电压自主偏差控制方法。在并网模式下,采用具有空闲模式下的直流母线电压下垂稳定控制方法,通过AC/DC变换器实现直流母线电压的稳定控制,避免了AC/DC变换器的频繁充放电操作;离网模式下,直流母线电压的稳定控制由接储能侧的DC/DC变换器控制。为了保证系统离网模式下可靠运行,直流母线侧可以接多路DC/DC储能类蓄电池,通过自主稳定控制既提高了分布式能源的利用率,又提高了空闲模式下电力电子设备的使用寿命。经试验验证,该方法具有很好的控制效果,为交直流混合微电网的发展提供了技术基础支撑。     

多端直流输电技术及其发展

分析了多端直流输电系统的运行机理,概述了国内外多端直流输电的应用情况,并从多端直流输电系统的模型建立、控制策略、直流调制、潮流计算以及基于VSC的多端直流输电技术等几个方面综述了国内外在理论方面的研究成果,展望了多端直流输电技术的发展趋势,认为多端高压直流输电也是我国大区电网发展中值得考虑的一种电网互联模式和可供选择的输电方式。     

多端直流输电技术及其发展

分析了多端直流输电系统的运行机理,概述了国内外多端直流输电的应用情况,并从多端直流输电系统的模型建立、控制策略、直流调制、潮流计算以及基于VSC的多端直流输电技术等几个方面综述了国内外在理论方面的研究成果,展望了多端直流输电技术的发展趋势,认为多端高压直流输电也是我国大区电网发展中值得考虑的一种电网互联模式和可供选择的输电方式.     

基于虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析及其改进方法

虚拟惯性控制可以增强直流微电网的惯性,防止直流母线电压突变,但其对系统稳定性的影响还不明确。以基于虚拟惯性控制的直流微电网为研究对象,推导并网换流器和恒功率负载的小信号模型,得到电源侧输出阻抗和负载输入阻抗。根据频率分析法和阻抗匹配准则,分析虚拟惯性系数和恒功率负载对系统稳定性的影响。从阻抗匹配的角度出发,提出串联虚拟阻抗减小电源侧输出阻抗,从而提高系统稳定裕度。