光-储虚拟同步机多模式运行控制与改善储能系统寿命的选择性投退策略

该文研究光储虚拟同步机不同运行模式及其控制方法,提出改善储能寿命的VSG选择性投退策略.结合光储特点和电网需要提出光储系统实施VSG的4种运行模式及其功率协调控制方法.为降低负荷实时扰动带来的VSG成本,提出依据扰动大小选择性投入VSG的策略,通过离线求解模型方程组得到VSG投入时刻,在线根据扰动频率变化进行匹配的方法...     

基于虚拟阻尼前馈的VSG储能系统功率调频解耦控制策略

储能系统(Energy Storage System,ESS)作为柔性负荷,可实现对风电、光伏等削峰填谷而逐渐成为研究热点。文章研究了虚拟同步发电机控制(Virtual Synchronous Generator,VSG)在储能系统中的应用,提出了一种虚拟阻尼前馈的VSG控制结构,在不影响VSG阻尼特性的前提下,精准实现了储能系统的一次调频特性。最后,仿真结果证明了所提策略的可行性。     

储能系统双向Buck-Boost变换器控制策略研究

为应对可再生能源出力波动引起储能系统功率流动方向的频繁变化,提出一种基于自抗扰控制和模型预测控制（ADRC+MPC）的储能系统双向Buck-Boost变换器控制策略。其中模型预测控制方法应用于电流内环,无需进行参数整定的同时,也提高了系统的响应速度;采用自抗扰控制策略的电压外环,通过在高频段降阶简化控制对象,达到降低自抗扰控制器复杂度的目的。仿真和样机实验显示当电感电流与输出电压参考值突变时,系统可分别在0.2与30 ms内迅速调整到给定值;当负载与电源电压突变时,系统能在20 ms内恢复稳定。实验结果证明该文提出的控制方法优于PI+MPC策略,具有响应速度快、超调量和波动幅度小的特点。     

基于模型预测控制的虚拟电厂储能系统能量协同优化调控方法

随着可再生能源在传统电网中的渗透率逐渐增高,虚拟电厂的概念被提出,旨在有效整合并利用可再生能源.提出了一种基于模型预测控制的虚拟电厂储能系统能量协同优化调控方法,使用长短期记忆神经网络来获取未来一天内虚拟电厂管辖范围内的负荷、风电、光伏出力预测值.在模型预测控制的框架下,以虚拟电厂运行调度的成本最小化为目标,使用一种改...     

风电场储能系统技术研究

本文主要介绍风电场储能系统组成部分及工作原理。根据在实时数字仿真系统RTDS环境下搭建的系统模型,研究投入储能系统前后,风电场有功功率间歇性波动和电压波动对电网的影响对比,为解决风力发电等新能源并网问题提供借鉴。     

电力汽车储能系统控制技术研究

本文基于电力汽车混合储能系统,结合其控制技术予以深入分析,根据其不同特性开展此次设计分析,储能系统硬件设计中主要涉及CAN通信电路设计等;此次设计中的复合储能系统内主控制芯片选择型号为DSPTMS320F2812的芯片,在软件设计中包含超级电容电压采集程序设计等多个环节。实验测试发现,在各种模式开展放电试验过程中,对电机转速予以有效控制能够使超级电容以及蓄电池分别转换为相应工作模式,最终验证了此次系统设计特性。     

光储直流微网混合储能控制策略研究

混合储能相较于单一储能可以更好地解决微电网电压、频率波动等问题.为了充分利用混合储能系统的优势,使各储能电池优势互补,并考虑到储能变换器弱阻尼、低惯性的特点,提出了基于虚拟直流发电机控制的混合储能单元分频控制策略.该控制策略在混合储能单元分频控制的基础上,对功率密度电池储能变换器采用虚拟直流发电机控制,以增大功率密度型...     

基于虚拟阻抗的储能微网VSG控制策略研究

目的  为了使储能微网并网变流器（Power Conversion System, PCS）具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机（Virtual Synchronous Generation, VSG）控制策略。 方法  针对传统VSG不具备低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT）能力,文章构建VSG虚拟阻抗无功控制环节,实时修正电压控制输入信号,提高系统暂态压降支撑能力;为了得到虚拟阻抗的幅值及阻感比,将LVRT工况分为线路对称和不对称短路障,研究正、负序电压、电流,得出虚拟阻抗参数。 结果  为了验证所提控制策略的性能,通过Matlab/Simulink进行仿真,设置仿真工况为：储能微网外接输电线路分别发生三相接地和单相接地故障。 结论  仿真结果表明：将虚拟阻抗引入VSG控制系统中,可以提高短路情况下储能微网并网PCS输出电压,起到LVRT期间电压暂态支撑作用,使储能微网具备LVRT能力,可为实际应用提供指导。     

云储能模式下分布式用户虚拟储能需求评估

采用分布式储能技术可以改变能量的时空分布,提高配电网消纳分布式能源的灵活性。传统储能模式下储能成本过高、储能资源利用率低,而云储能是一种能够响应分布式储能需求的新型商业模式。文章考虑负荷、可再生能源出力、分时电价以及虚拟储能价格等影响用户虚拟储能需求的因素,建立了云储能模式下分布式用户虚拟储能需求配置优化模型。为验证该模型的有效性,选取社区内14个典型用户为分析对象。算例分析表明,与传统储能模式相比,云储能模式下用户的虚拟储能容量及功率需求分别降低了18.2%和7.1%,年化成本降低了4.12%,储能资源利用率提升了8.12%。因此,云储能模式具有很好的应用前景。     

基于虚拟同步机技术的光储协控无功优化策略

分布式光储渗透率较高的电网,工业负荷占比较高时,系统电压稳定性控制难度较大。该文针对虚拟同步机（virtual synchronous generator, VSG）控制技术并网的光储新能源系统,分析了光储协控无功电压的控制机理,基于系统最佳经济性和稳定性原则提出无功优化目标函数和约束条件,采用含罚函数的粒子群优化算法进行光储VSG控制参数的求解与整定。最后分别在含高比例电动机负荷和含电弧炉冲击负荷的场景下进行电压稳定性测试与分析,并且与D-STATCOM无功补偿效果相比较,验证了该文策略对调节系统无功分配和平抑电压波动具有更好的可行性和有效性。     

High-Order Sliding Control for a Wind Energy Conversion System Based on a Permanent Magnet Synchronous Generator

This paper presents the output power control of a wind energy conversion system (WECS) based on a permanent magnet synchronous generator (PMSG). It is assumed that the considered wind module integrates a stand-alone hybrid generation system, jointly with a battery bank, a variable ac load, and other generation subsystems. The operation strategy of the hybrid system determines two possible operation modes for the WECS, depending on the power requirements of the load and the wind availability. The paper deals with the design of a combined high-order sliding mode (HOSM) controller for the power control of the WECS on both operational modes. The main features of the obtained controller are its chattering-free behavior, its finite-time reaching phase, its simplicity, and its robustness with respect to external disturbances and unmodeled dynamics. The performance of the closed-loop system is assessed through representative computer simulations.      

同步耦合双馈风机的虚拟惯量优化控制技术

双馈风电机组在同步并网时虚拟出的可控惯性将显著影响电网的动态特性,仍须通过优化控制减少其附加运行风险,充分发挥其控制潜力。该文首先建立引入虚拟同步控制后的双馈风电机组的动态模型,并分析双馈风机与同步发电机之间建立的虚拟同步耦合关系。在此基础上,构建双馈风机同步并网系统的能量函数,基于同步并网耦合关系提出双馈风电机组的变惯量优化控制策略,并借助控制参数对系统稳定性的影响分析,设置虚拟惯量参数范围。最后,搭建双馈风机同步并网系统进行仿真验证,双馈风机的虚拟惯量需要在合理范围内通过变惯量优化才能为并网系统提供可靠的动态稳定支撑。     

直流微电网的多端虚拟储能协调控制技术

直流微网中可控性逐渐增强的源-储-荷需要高效的协调方法充分发挥其并网支撑潜力,将可控负荷、风机向储能归类处理后,使其虚拟出储能设备的充放电响应,便于提升系统的能量管理及运行能力。分析了可控负荷、风机旋转动能与电容储能间的转换关系,分别建立源于负荷和风机的虚拟储能模型。考虑负荷收益、储能折损和调风成本,建立基于虚拟储能的源储荷协调优化模型,计算不同时段的虚拟电容值,以实现系统长期经济运行。在此基础上,通过划分直流微电网的运行区域,提出虚拟储能的协调控制方法,以提高系统的电压稳定性。通过搭建直流微电网仿真系统,仿真结果表明,所提控制策略可显著提高微电网的经济效益和直流电压稳定性。     

多功能逆变器在微电网储能系统中的应用

针对规模化电动汽车接入微电网所带来的严重谐波问题,提出将多功能逆变器应用于微电网储能系统（energy storage system,ESS）,实现网络波动功率和谐波电流同步治理。搭建含多台电动汽车的微电网模型,分析ESS多功能逆变器拓扑结构。利用离散傅立叶分解和切比雪夫带通滤波器确定储能系统典型波动功率,采用CPT控制检测负载谐波分量确定储能系统谐波补偿功率,二者实时叠加,结合ESS运行效率、荷电约束来确定ESS额定容量。系统采用前馈重复控制提高储能系统多功能逆变器的动态响应特性。以山西忻州实际采集风/光数据为算例,采用MATLAB和PSCAD仿真软件搭建仿真模型。仿真结果表明,多功能逆变器用于储能系统不仅对典型波动功率可达到良好的调整特性,而且合理补偿了网内负载谐波。     

一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制策略

提出了一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制技术。该控制技术采用两级式光伏逆变器拓扑,前级Boost变换器采用负荷驱动型控制,实现最大功率点以下的源-荷功率平衡;后级逆变器则采用恒压恒频控制,支撑交流母线稳定。该控制策略使光伏逆变器在不依赖储能的前提下,独立支撑母线电压,并迅速调整光伏电池工作点以响应负载需求,保证了光伏逆变器和负载之间的功率平衡。仿真和实验结果表明,该控制技术极大地拓展了光伏的工作范围,提升了分布式光伏的主动支撑能力。     

基于虚拟仪器的同步发电机励磁测试系统

利用研华PCL-818L数据采集卡、信号条理电路及计算机组成了同步发电机励磁测试系统的硬件平台,并基于LabV IEW 6.1软件,开发了测试系统的虚拟测试软件。试验结果表明,基于虚拟仪器的同步发电机励磁测试系统可准确、方便地进行同步发电机励磁系统测试数据的自动采集、存储和分析处理,从而为同步发电机励磁装置的自动测试和诊断奠定了基础。     

永磁直驱风力机低电压运行储能容量取值研究

针对永磁直驱风力机低电压运行时存在的直流侧过电压问题,建立了运用超级电容器储能来解决该问题的方案,提出了超级电容器储能容量取值方法。对故障前后系统能量变化进行分析设计了储能系统充放电控制策略,结合超级电容器等效模型进行数学推导得出储能容量计算表达式。通过模拟不同深度电压跌落故障进行仿真计算,分别得出所需超级电容器储能容量。最后对比储能投入前后直流侧电压变化证明了所提出的储能容量计算方法的正确性以及储能系统控制策略的有效性。     

微网中光伏发电系统的储能控制研究

利用可再生能源（如太阳能和风能）的分布式发电,其输出是典型的不稳定,这些不稳定的输出对现有的电力系统产生负面影响。为了减少负面影响,需要控制在微网中的各个分布式电源的输出。设计了一种基于蓄电池储能的并网光伏发电系统结构,结合功率流动的控制策略介绍了各部分的运行原理,对系统能流模型进行了详细分析,根据电池的特性设计了充放电的控制策略。在PSCAD平台下对设计的模型进行仿真,通过在不同能流模型下控制策略仿真分析,验证所提出储能方案的正确合理性,对功率平衡起到很好的调节作用。