基于直流微电网的混合储能协调控制策略仿真研究

针对直流微电网中光伏发电单元出力的波动性和间歇性造成系统内部功率不平衡的问题,混合储能系统可以同时发挥蓄电池高能量密度和超级电容高功率密度的优势,根据直流母线电压进行混合储能单元间的协调控制策略。该策略将直流母线电压进行分层控制,采用四个电压阈值共分成五个控制区域,以直流母线电压为信息载体,决定储能系统的运行状态,实现对混合储能单元的充电、放电模式间自主切换。电压分层控制有效地避免了蓄电池由于电压波动而频繁进行充放电切换,从而延长了电池的使用寿命。最后,MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提控制策略的可行性。     

基于DIgSILENT的继电保护建模仿真研究

DIgSILENT PowerFactory软件是一款专门用于电力系统分析和控制的仿真软件,其附带的丰富电气元器件模型为含有分布式电源的电力系统研究和学习带来了极大的便利。介绍了基于该软件进行继电保护仿真的建模原理、一般建模架构及各种功能模块。并以过电流保护和距离保护为例,展示了利用该软件进行继电保护仿真的过程。通过仿真验证了利用DIgSILENT进行继电保护仿真的有效性和正确性,展示了软件在该应用领域的先进性。     

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.     

基于微网综合实验平台的微电网关键技术实验研究

为了开展微电网关键技术研究,内蒙古电力科学研究院建设了微网综合实验平台,微电网主要包括光伏、风力发电机等新能源发电设备,充电桩等常投切的大负载和办公室电源等相对稳定的小负载。基于该实验平台,进行了离网运行时多PCS(功率调节系统)协调控制、混合储能平滑控制、光储一体化PCS、联络线功率控制等控制策略实验研究,结论为:离网模式下2台PCS在不同的负荷变化扰动下主电源出力稳定,主、辅电源的协调控制能够保证离网情况下微电网供电的可靠性;实验平台配置的超级电容器和电池的混合储能方式可实现平滑控制;采用不同的控制手段,通过对储能设备的充放电控制、分布式电源出力控制以及自动减载控制等,可达到平抑并网联络线波动的目的,将微电网变为可计划性输出的友好能源。     

基于冷热电三联供系统的微电网建模及仿真

建立了内部包含冷热电三联供、储能以及光伏发电等多种分布式电源的微电网数学模型,提出了考虑经济性的运行控制策略,并采用DIgSILENT软件进行了仿真分析。在此基础上,研究了微电网并网转孤岛运行和光伏系统出力大幅变化时分布式电源功率、微电网电压和频率的变化情况,分析了运行模式转变对微电网稳定运行的影响,验证了模型与控制策略的有效性。     

基于FPGA实时仿真的光储独立直流微电网协调控制策略

现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)具有数据并行度高、运行频率高等优点,可以满足电力系统微秒级步长的精细化仿真需求,在微电网实时仿真中展现出巨大潜力。为了深入研究光储微网中光伏和储能系统的动态特性,基于FPGA设计了光储独立低压直流微电网实时仿真系统。首先搭建了低压直流微电网实时仿真框架,设计了一系列电气系统典型模块。其次考虑到实时仿真的不同动态需求,搭建了涵盖多种控制策略的光储控制系统模型。然后在此基础上提出了基于直流母线信号(DC bus signaling, DBS)的分层协调控制策略,通过协调光储变换器的控制策略平衡系统能量流动。最后将FPGA实时仿真结果和Simulink软件作对比,一方面验证了FPGA实时仿真器的精确性和可靠性,另一方面也验证了分层协调控制策略可平滑切换工作层区,自主平衡系统功率流动,有效维持直流母线电压稳定。     

微电网仿真分析与等效化简

利用DIgSILENT软件搭建微电网仿真系统,使其在微电网孤岛运行、联网及2种模式转换时均能稳定运行.将微电网通过公共连接点(PCC)接入配电网,在配电网及微电网内部设置扰动,获取PCC处的电压、频率及功率数据,研究微电网的总体特性.为从配电网角度对微电网进行整体建模,提出对微电网系统进行等效化简的具体方法,包括综合负...     

蓄电池SOC限值下的微电网协调控制策略研究

微电网在孤岛模式中,由光伏阵列和储能电池并联构成的光伏逆变器作为V-f模式主控单元调节系统电压频率稳定,当光伏阵列输出功率不能满足系统需求且储能电池达到SOC限值时,逆变器不能保证系统稳定。针对此问题,本文在含光伏系统最大功率跟踪和储能电池充放电特性的系统中,提出了一种改进的V-f模式和P-Q模式控制算法,采用P-Q模式下的微燃机作为后备V-f模式调节单元,通过与光伏逆变器控制模式的切换解决了系统稳定性问题,同时在光伏阵列输出功率过剩的情况下提高了可再生能源的利用率。通过PSCAD/EMTDC软件仿真验证了其控制策略的有效性。     

孤岛微电网分布式P-V协调控制策略

为提升有功功率分配精度和降低线路损耗,研究了一种孤岛微电网分布式有功-电压(P-V)协调控制策略.重点提出了考虑线损系数及节点电压优化量的有功分配因子设计方法,并研究了基于有功分配因子一致原则的功率分配方法.采用分布式稀疏通信网络进行信息交互,利用一致性算法得到二级控制所需的有功分配因子平均估计值和系统平均电压估计值,...     

分布式电源接入直流微电网的研究综述

论述了推动直流微电网发展的因素及国内外发展状况.对直流微电网的系统结构、多源协调控制方式进行了分析.介绍了直流用电设备和直流保护设备的类型.提出直流微电网存在的问题及未来的发展前景.     

Multi-source Coordinated Control Strategy of DC Micro-grid Based on Virtual Voltage

正DC micro-grid provides a convenient way for integration of distributed renewable generation,since it has no frequency,phase or reactive power problems.With the increase of load demand,the capacity of DC micro-grid needs to be expanded.So,how to realize the coordinated operation,including centralized     

基于光-储-燃的直流微电网协调控制策略

提出了1种基于燃料电池、光伏发电系统以及蓄电池储能系统的直流微电网运行和控制方法。建立了燃料电池、光伏电池以及蓄电池的数学模型,给出了直流微电网的运行模式以及各个电力电子接口变换器的控制策略。基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了直流微电网的仿真模型,对不同控制模式之间的切换进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

一种基于曲线控制的独立微电网协调控制方法

传统的独立微电网依靠控制中心进行协调控制,仅仅依靠蓄电池自身的调节能力来平抑能量,柴油机的启停完全依赖负荷。由于分布式发电源具有波动性大的特点,系统内蓄电池频繁进行充放电操作,柴油机也会不规律的频繁启停,因此蓄电池和柴油机的使用寿命大大缩短,且系统对化石能源的依赖较大,不能充分利用分布式能源,系统效率较低。文中介绍了一种基于负荷曲线控制的方法,对独立微电网系统内的设备进行管理,优化其配置,根据调度合理使用能源,最大限度的发挥了分布式能源的作用,并结合一个真实环境测算设备的使用时间,验证了此策略对延长蓄电池和柴油机寿命的作用。     

基于熵权修正的风电机组可靠性模糊评价方法

风电机组的可靠性水平是反映机组性能的重要指标之一,通常采用可利用率来评价机组的可靠性,但这种方法有时不能准确反映机组的可靠性水平,同时,在机组的可靠性评价中存在一些模糊性质。针对上述问题,提出一种基于模糊集理论的多指标风电机组可靠性评价方法。该方法基于模糊综合评价的原理,以机组平均故障间隔时间、平均维修时间、停机次数、功率曲线符合率和可利用率作为评价指标,对机组的可靠性进行评价。在权重设置的过程中,为消除专家的主观影响,根据信息熵原理,通过计算指标数据熵权,与专家权重综合成复合权重,再利用加权平均型算子,计算得到机组可靠性评价结果。根据北方某风电场10台风电机组的2012年度运行数据,运用所提方法,对这些机组的可靠性进行了评价。对比分析表明,该方法能够更准确地评价机组可靠性水平。     

基于主从控制的微电网平滑切换控制策略研究

微电网在并网与孤岛运行模式下控制策略和控制结构存在差异,当微电网切换时,由于两种模式下控制器的状态不匹配,控制器的输出会发生跳变,产生较大的暂态震荡。因此针对主从控制结构的微电网在并网模式与孤岛模式两种模式下的控制和相互切换,提出了一种将PQ控制和基于改进下垂的V/f控制相结合,通过下垂系数自适应调节和控制器输出状态同步控制,实现微电网平滑切换的综合控制策略。在Matlab/Simulink中建立微电网模型进行仿真分析,仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性,实现了微电网的平滑切换,有效降低了系统切换过程中产生的暂态震荡。     

含混合储能的光伏微电网系统协调控制策略

为了有效抑制光伏发电的波动性和随机性,提高光伏微电网系统的稳定性,提出了含混合储能的光伏微电网系统在并/离网运行及模式切换时储能设备和直流母线电压的协调控制策略.设计了功率分配型二阶低通滤波控制策略对系统功率波动进行分配,结合储能元件的荷电状态SOC(state-of-charge)来控制各变换器的工作状态,实现储能元...     

浅析微电网控制策略的研究现状

首先,介绍了微电网的产生背景,并中中国微电网研究现状进行了介绍。其次,介绍了一种典型的微电网结构,对微电源、负载、储能装置和并网逆变器进行了描述。根据微电网不同运行模式下的特性,对不同模式下微并网逆变器采取的控制方法进行了详细分析。最后,对并网运行和孤岛运行模式下各单元采取的控制策略进行了总结。     

基于虚拟同步发电机的微网逆变器控制策略研究

本文研究了一种基于虚拟同步发电机算法的微网逆变器控制策略。根据同步发电机的本体数学模型、一次调频及无功电压调节特性,分别设计了虚拟同步发电机算法、虚拟原动机调节及励磁电流调节模块,同时通过电压电流双环控制,使逆变器输出的电压幅值和频率具有良好的下垂特性、可调的转动惯量及较好的跟踪性能,从而提高了系统的稳定性和可靠性。此外在并网系统中要求频率控制精度高及实时响应的情况下,本文还对虚拟原动机调节模块进行了改进,实现了频率的无误差控制,提高了频率控制的精度和响应速度。最后在matlab/simulink中进行了模型的搭建和仿真,逆变器输出电压很好的模拟了同步发电机的外特性,单相电压的畸变率仅为0.2%,引入改进原动机调节模块后,输出频率不随负荷的变化发生偏移。最终稳定在49.98Hz,验证了本文理论分析的正确性和可行性。     

基于下垂策略的微电网双模式运行控制

微电网孤岛和并网模式切换时,为了减小对大电网和微电网造成的冲击,提出同步并网控制方法。在采用P-f和Q-V下垂控制策略的基础上,设计了同步并网控制流程。根据电网和微电网输出的电压进行同步调节,使得两者的电压幅值差、频率差和相角差满足并网要求,以实现微电网在孤岛和并网两者模式之间的平滑切换。最后,在Matlab/Simulink仿真软件中建立微电网运行控制模型。仿真结果表明,所提出的方法实现了微电网在两种模式之间的平滑切换和在双模式下的稳态运行。     

基于NI-PXI的微电网分级控制数模混合仿真方法

针对多电压源型微源组网的独立型微电网,首先提出了基于微源下垂控制的系统分级控制策略:利用微源一级下垂控制,实现组网微源间功率自动分配;利用MGEMS二级控制修正下垂曲线空载频率和电压,提高系统供电质量;利用MGEMS三级控制确定下垂曲线基点功率及斜率,实现系统经济运行。其次设计了基于NIPXI的微源分层控制数模混合仿真平台,实现了基于NI VeriStand的实时建模仿真技术。最后提出了基于NIPXI的微电网分级控制数模混合仿真平台整体方案,并在国家能源大型风电并网系统研发(实验)中心完成系统搭建,开展微电网的分级控制数模混合仿真实验,结果验证了控制策略的有效性。