孤岛运行的交直流混合微电网小信号稳定性分析

与纯交流微电网相比,交直流混合微电网具有诸多优势,是目前的研究热点。当交直流混合微电网与大电网断开,孤岛运行时,由于各个分布式电源(distribution generation,DG)均是电力电子接口,系统惯性较小,而且交流侧与直流侧通过主变流器相互耦合,一侧的不稳定必然会影响到另一侧,因此,其小信号稳定性问题变得更为复杂。该文建立了包含DG、储能、负荷以及主变流器的交直流混合微电网模型,对其进行了特征值分析并找出了系统的主要振荡模式以及其阻尼比、所对应的状态变量等信息。通过根轨迹分析法,改变特定元件的参数,提高了低阻尼振荡模式的阻尼比,有效改善了系统的稳定性,并通过时域仿真对小信号分析结果进行了验证。     

微电网切换至孤岛运行时的小信号稳定性分析

微电网平稳切换至孤岛运行模式是保证微电网内重要负荷持续可靠供电的重要手段之一。以V/f孤岛控制方式的微电网为研究对象,建立了孤岛模式下的微电网小信号模型,并利用特征根分析法分析了V/f控制器参数变化、负荷阻抗及线路阻抗变化对切换过程中系统小信号稳定性的影响规律,并用时域仿真进行了验证。其后,讨论了系统不同工况下对主导特征值的参数灵敏度的影响规律。最终获得了保证微电网平稳切换至孤岛运行模式的主导影响参数和影响因素,其结论可为微电网平滑切换控制方法和策略提供参考。     

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。     

光伏微电网孤岛运行时多种振荡模式的小信号建模分析

现有文献对光伏微电网孤岛运行时可能存在的多种振荡模式研究较少。文中针对一种含有光伏电源的典型微电网,建立了系统孤岛运行时的全阶小信号模型。通过特征值分析,揭示该微电网中存在5~20 Hz,60 Hz及800~1 000 Hz这3种主导振荡模式。通过计算参与因子分析了特征值对状态变量的敏感度,揭示了各振荡模式的起因。利用该模型分析了控制器和网络参数变化对系统小干扰稳定性的影响。利用微电网物理实验平台进行扰动测试,实验结果准确地反映了以上3种振荡模式,说明所建立全阶小信号模型的正确性。该模型的建立为优化微电网中光伏电源主电路和控制器参数提供了依据。     

孤岛模式下光储直流微电网变功率控制策略

由于直流微电网中常用的分层控制方法具有微电网母线电压波动较大、蓄电池控制模式切换的次数较多、微电网的冗余功率较大的缺点,为此提出了变功率控制方法。以光伏电池、蓄电池和负荷构成的孤岛式直流微电网为研究对象,设计以光伏输出和负荷消耗的功率差为基准,调节蓄电池充放电的方向、功率的大小以及微电网的工作模式。MATLAB/Simulink仿真结果验证了所提控制方法的有效性和可行性,且所提控制方法能够实现微电网功率的平衡和电压的稳定,其控制性能明显优于常用的分层控制方法。     

孤岛模式下多源直流微电网经济运行的协调优化控制策略

基于直流微电网的时变性与分布式发电单元的不确定性,本文提出了一种最小化运行成本的多源协调优化控制策略。首先,建立了优化调度模型,通过完全分布式的控制框架,设计了实时经济运行的优化方案,以实现直流微电网系统分布式发电的负载分配、电压恢复以及经济最优。此外,由于三个变量的动态变化值被引入到一致性算法中,功率分配优化过程是实时的。最后,用仿真算例来对上述优化策略进行验证。结果表明,提出的控制策略可有效地实现分布式发电的最优功率分配,达到最小化运行成本的目标。当直流微电网系统中单元的成本函数或功率限制发生变化时,能够实现在线优化。     

直流微电网孤岛运行控制策略研究

针对湖北黄石地区楼宇建筑直流微电网孤岛运行场景,提出一种光伏和储能电池的协调控制策略。基于直流微电网系统的实时状态,根据直流母线电压数值对微电网的运行模式进行划分,并设置变流器动作阈值,微电网内的各变流器根据母线电压所处的区间范围,执行相应的控制策略,满足微电网的能量平衡及电压稳定性需求。考虑微电网内部储能电池状态的一致性要求,针对电池变流器提出一种基于电池荷电状态(State of Charge,SOC)的协调控制策略,在电池的充放电过程中,根据不同电池组之间的容量差异进行功率分配,避免相同的充放电效率导致过充或过放现象。最后通过Matlab/Simulink对所提控制策略进行仿真验证分析。     

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...     

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。     

基于孤岛模式光储直流微电网的协调控制策略

针对由光伏电池、储能电池和负载组成的孤岛模式下的直流微电网中,光伏发电单元因为自身易受外界环境影响会出现微电网功率不平衡,而传统的微电网协调控制策略使得储能电池电能质量波动较大,导致其协调控制模式切换的频率较高,为此提出采用非对称模糊控制策略跟踪最大功率点,充分利用光能,同时将直流微电网母线电压进行分段式协调控制,使得系统间协同效率较高。最终通过Matlab/Simulink建模仿真,验证所提协调控制策略的可行性与有效性。     

基于改进等效电路模型的直流微电网大信号稳定性分析

对高阶非线性直流微电网进行简化建模是大信号稳定性分析的有效方法。传统简化模型主要关注LC滤波器和线路阻抗等参数,难以分析换流器控制参数的影响,所建立的判据存在难以准确反映直流微电网稳定域的问题。因此,该文提出直流电压下垂控制换流器的具备完整状态变量集的改进等效电路模型,相比于传统简化模型,能更准确地刻画系统低频响应特性。基于混合势理论推导了直流微电网大信号稳定判据及其稳定域,并结合LaSalle不变集定理得到能量指标,以反映系统稳定性变化趋势。建立的稳定判据可指导控制参数优化,且能拓展到多端直流微电网的大信号稳定性分析。在多场景下仿真验证了所提改进等效电路模型和大信号稳定判据的有效性。     

考虑构网型与跟网型逆变器交互的孤岛微电网小信号稳定性分析

随着新能源在电力系统中的渗透率越来越高,低惯性成为以新能源为主体的新型电力系统的重要特征,极大影响了系统的同步稳定运行能力。由于缺少大电网的频率支撑,孤岛微电网在故障扰动下将产生频率偏移现象。同时考虑新能源渗透率和频率偏移的影响,研究低惯量孤岛微电网的小信号稳定性。低惯量微电网由构网型逆变器和跟网型逆变器组成,其中构网型逆变器采用虚拟同步机控制策略。首先建立了孤岛微电网的全阶小信号模型。应用特征值分析法,揭示了2种类型逆变器的功率渗透率对微电网系统小信号稳定性的影响规律。进一步利用参与因子法分析了系统参数和控制参数对微电网系统稳定性的影响程度。最后仿真结果验证了理论分析的准确性。研究成果为低惯量微电网中2类逆变器的容量规划、参数设计和控制器优化提供了理论支撑,旨在提高微电网的小扰动同步稳定性。     

孤岛下微网小信号稳定分析

详细的推导了孤岛下微网的微源和微网整体在稳定点线性化的小信号模型,对于微源,考虑功率模块中的频率和电压的下垂控制,因功率变化带来的频率和电压的调整,而线性的网络,考虑扰动对其节点电压影响,将频率和电压作为状态量得出孤岛下整体微网的小信号模型。对建立的小信号模型,一方面通过计算求取模型的系数矩阵的特征值来判断该微网的稳定性;另一方面通过Matlab/simulink搭建微网模型得到频率电压的时域仿真图判断该微网的稳定性;比较以上两种方法的结论得到本文的小信号模型合理性。给相关方面的研究以借鉴。     

基于小信号建模的微电网下垂控制稳定性分析

微电网的系统参数的设计对系统的稳定性和动态特性有着十分重要的作用。为了研究系统参数对下垂控制稳定性和动态特性的影响,本文提出基于小信号建模的微电网下垂控制稳定性分析方法。该方法对微电网某个稳态工作点进行小信号建模,采用根轨迹方法对建立的微电网下垂控制小信号模型进行分析。通过绘出各系统参数(如线路阻抗值、有功下垂系数、无功下垂系数、滤波时间常数等)不同取值时的特征根位置,来判断其值对系统稳定性的影响,最终确定出参数的范围。分析结果表明,模型设计出的系统参数能够满足稳定性与动态响应方面的要求,可以为设计系统参数提供参考。     

微电网孤岛模式下负荷分配特性分析及改进

为改善微电网孤岛模式下的负荷分配性能,以确保微电网更加安全、高效地运行,通过对多逆变器并联运行时负荷分配机理的分析,定义了可定量刻画负荷分配性能的系数,并分析得到逆变器额定容量与总输出阻抗不匹配是造成分配性能下降的根本原因。在此基础上,提出了基于虚拟电阻的改进下垂控制方法,同时在电压控制环中采用准谐振(proportional resonant,PR)控制,保证了虚拟电阻的准确配置;最后在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建了逆变器并联运行仿真模型,通过三个不同的仿真场景验证了所提控制策略的有效性。     

孤岛模式下的微电网低频减载策略分析

文中提出了一种微电网在孤岛模式下的低频减载策略.总结了各种分布式电源的特性,建立了由双馈风电机组、光伏发电系统、燃料电池发电系统、微型燃气轮机发电系统、蓄电池及局部控制器组成的微电网的动态仿真模型.探讨了孤岛模式下微电网的频率控制架构,以及系统频率变化率、等效转动惯量与有功缺额之间的关系,并据此提出了估算微电网扰动后有...     

微电网孤岛运行模式下的协调控制策略

微电网是一种特殊形式的有源配电网,为大规模分布电源控制提供了一种有效方法.微电网能运行在并网和孤岛状态,并网时可以从主网吸收电能或向主网提供电能,当主网发生电能质量事件时,微电网能从主网脱离单独运行.微电源和存储设备必须协作才能维持微电网孤岛运行.列举并讨论微电网孤岛运行,总结不同作者提出的微电网协调控制策略,对这些不同的控制方法进行比较,提出应根据微电网不同运行模式和影响因素对分布式电源采用不同控制策略.     

孤岛运行模式下的低压微电网控制策略

根据分布式电源的分散性、间歇性等特点以及用电负荷的不同等级,需采用多种分布式电源之间的协同控制策略保障孤岛运行模式下的微电网安全稳定运行。本文采用了主从控制方式对多微源低压微电网进行控制,以提高微电网的供电可靠性。微电网孤岛运行下,源荷平衡策略首先保证重要负荷不断电运行;其次,在微源状态允许的情况下,尽量保证负荷少停电。使用Matlab建立仿真模型,通过对孤岛模式下投切负荷等情况进行仿真分析,验证了低压孤岛微电网下所设计控制策略的可靠性及有效性。     

含无线充电电动汽车的孤岛直流微电网运行模式研究

为改进电动汽车充电设施的供电方式,研究了无线充电电动汽车与光储直流微电网的融合,并重点研究充电功率发生变化时微电网的能量管理策略。分别建立光伏、储能、无线充电电动汽车能量传递的数学模型,推导各部分功率、端口电压电流等的关联性,基于此设计了相应的控制器。考虑充电功率需求以及储能电池状态信息,定义微电网运行的3种模式,并提出基于功率缺额判据的能量管理策略。最后搭建实验平台,验证系统的3种运行模式均可实现充电负荷的可靠供电。当充电功率发生变动时,所设计的能量管理策略可实现模式切换,维持母线电压稳定。