考虑通信状态变化的直流微电网分布式事件驱动优化调度

在复杂的通信条件下，若微电网中分布式控制器无法实时监控与相邻控制器的通信状态，则会导致系统控制失稳。为解决该问题，提出一种微电网分布式控制算法。首先，基于一致性原理设计算法，以各节点分布式电源的增量成本作为一致性变量，实现微电网运行经济性最优，并考虑到直流微电网运行实际，降低了算法设计的复杂性。其次，提出一种设备运行模式自切换机制以改进分布式控制算法，分布式控制器可以根据与相邻节点分布式控制器的通信状态调整节点分布式电源的运行模式。然后，引入事件驱动控制技术，通过设计事件驱动条件降低控制过程中的通信频次，减少分布式控制器的能量损耗。最后，通过算例分析验证了所提微电网分布式事件驱动控制算法可以实现系统的经济调度，相较于下垂控制，可以实现设备在额定运行电压上下更小的波动，相较于未改进的分布式控制方法，可以根据通信状态自动调节运行模式，防止系统控制失稳。     

考虑主从控制策略的微电源逆变器设计

逆变器的设计能使微电源参与微电网频率调节,并可以将微电网切换到孤岛模式.采用平均功率法设计了功率控制外环,构建了基于功率电流双环控制的PQ控制的逆变控制器为从控制器;通过调整传统的控制方程和设计适宜的控制器参数改变了传统电网的下垂特性,从而设计了基于改进型下垂特性的外环控制器为主控制器,进而提出了一种无需通信的各类型分布式电源间的主从控制策略.仿真算例结果验证了该协同控制策略的正确性和有效性.     

大规模风电场监控智能通信管理终端

介绍了内蒙古西部电网调度中心用于大规模风电场信息采集和监控的FR1智能通信管理终端的相关技术和功能.FR1基于OPC接口与风电场本地监控系统通信,完成风电数据采集任务,使用扩展IEC 60870-5-102规约,通过调度数据网络或专线通道将风电场历史数据和实时数据上传到内蒙古西部电网调度中心.调度中心可以通过FR1向风电场下发功率控制和电压控制设点值,在线控制风电场有功功率和升压站母线电压.     

风电场阻尼电力系统振荡的机理及时滞影响

为改善风电场对电力系统的阻尼影响,提出了附加有功控制策略并分析了通信时滞对附加控制效果的影响。首先,分析了风电场阻尼电力系统的机理,推导了风电场提供正阻尼的解析条件。基于该条件,设计了附加有功控制策略,将风电场公共母线的频率增量作为附加控制器的输入,附加控制器的输出经通信网络作用于各风电机组,以改善风电场整体动态行为,达到对电力系统产生正阻尼的作用。然后,考虑了通信时滞对控制效果的影响,提出并证明了求解风电场提供零阻尼的临界时滞以及计算系统发生Hopf分岔的临界时滞的2个命题,以作为附加有功控制的约束条件。最后,通过时域仿真表明,附加有功控制可显著增强电力系统阻尼;在引入时滞因素后发现,随着时滞的增大,系统阻尼相应变化。根轨迹分析与频率特性分析验证了风电场提供正阻尼条件及时滞影响相关命题的正确性。     

基于多智能体的海上油气平台风-燃协调频率辅助控制策略

为了提高含风电的远海油气平台电网的调频能力,基于多智能体一致性理论,提出了一种以双馈感应电机为单元的风电场与海上油气平台燃气透平机组的协调频率辅助控制方法。将远海孤立电网视为多智能体系统,将风电场与海上油气平台燃气透平机组看作智能体,基于海上电力网络的拓扑信息构建多智能体系统通信网络,实现各智能体之间的信息交互;分别建立风电场和海上油气平台燃气透平机组的频率辅助控制多智能体模型,基于多智能体一致性算法给出控制器结构,基于多智能体通信网络实现风电场智能体与海上油气平台燃气透平机组智能体之间的频率协调控制;通过线性二次型最优控制对控制器参数进行优化。基于算例仿真验证所提控制方法的有效性,结果表明所提协调频率辅助控制方法能有效提高系统的频率调节能力,抑制频率波动。     

基于CAN总线的分布式控制网络设计

采用CAN总线构建多主站的分布式控制网络,设计了基于P87C591单片机的CAN总线控制器。结合分布式控制系统在机器人控制中的典型应用,设计了CAN应用层协议和相应的通信软件。将本控制网络应用于自主研发的水下机器人,成功完成了湖试检验。     

集散式系统通信控制器及通信控制软件

通过对新型分布式控制系统通信控制器的介绍，叙术字通信控制器硬，软件的结构及其性能。以ＭＣＳ－５１单片机为核心，结合数据通信技术，ＬＥＤ显示技术以及键盘操作技术于一体。构成分布式通信控制。     

基于自适应经济下垂控制的微电网分布式经济控制

在孤岛微电网中,传统下垂控制按分布式能源的容量比分配有功功率,容易使微电网的整体运行成本偏高。为有效降低系统运行成本,依据等微增率准则提出一种基于边际成本的经济下垂控制框架,在该框架下分布式能源能够按照等边际成本出力。考虑到分布式能源的最大出力限制,提出基于一致性的分布式自适应控制器,将功率稳定在最大值,从而退出边际成本一致性。提出一种分布式二次频率控制器有效恢复孤岛微电网的频率。仿真结果证明了所提控制器的有效性以及抗通信失败的性能。     

柔性多端高压直流输电系统双环附加频率控制研究

传统PI双环解耦电流控制的电压源型转换器难以为孤立交流区域提供频率支持,因此需要增加频率控制环节.通过在VSC控制器的有功控制环中增加有功-频率下垂控制,在无功环中增加无功-频率微分控制,设计一种基于本地信号、无需远程通信的双环附加频率控制策略.该控制策略主要通过共享风电场功率裕度实现对AC区域的频率支持,同时通过无功...     

拒绝服务攻击下的分布式弹性负荷频率控制

开放通信网络的大量应用,给电网带来了潜在安全隐患.文章研究了周期性拒绝服务攻击下的弹性负荷频率控制器的设计问题.给出了一种可检测的拒绝服务攻击模型,推导了网络攻击下的分布式负荷频率控制时滞切换系统模型.基于李亚普洛夫理论,分析了切换系统的稳定性,并进行了弹性控制器设计,所设计控制器对负荷扰动和网络攻击具备一定的鲁棒性....     

风电集群有功功率控制及其策略

鉴于大规模风电并网的集中控制和精细化调度要求,文中基于区域有功功率分层调度思想,设计了风电调度中心站—风电集群控制主站—风电场控制执行站3层体系架构的风电集群有功功率控制系统,并给出风电集群控制主站和各场站间控制接口的设计方案。继而考虑风电场、分散接入风电机组的调节性能差异,针对运行实际需求提出一套面向集群控制主站的有功功率控制策略,实现风电场有功控制模式的在线决策和相应模式下的有功功率指令值的在线快速计算,并验证了控制策略的有效性。所建系统可实现风电集群内风电场、分散机组的统一调度与监控,并且在充分利用电网接纳风电能力的同时提高集群运行的经济性,有效解决目前风电分散控制导致的资源浪费、协调困难等问题。     

基于STATCOM-BESS有功无功控制的风电机组并网稳定性研究

为提升含高渗透率的由不同类型风电机组汇集的风电场接入系统后大电网的动态频率及电压稳定性,具备在二维空间功率运行调节能力的基于直流环储能装置的链式分级电平型静止无功发生器(STATCOM-BESS)现已广泛布局在风电场内,同时,基于STATCOM-BESS储能后备兼功率控制的双环结构附加阻尼控制可以平抑系统的功率振荡.在...     

基于储能装置的柔性直流输电技术提高大规模风电系统稳定运行能力的研究

大规模风电集中接入电网对直流输电技术提出了更高的要求。为此,提出了基于储能装置的柔性直流输电并网传输系统拓扑结构。根据dq同步旋转坐标系下VSC-HVDC(Voltage Source Converter HVDC)系统的数学模型,设计了相应的换流器直接电流控制策略。其中送端换流站解耦控制器实现了风电场输出有功功率和无功功率的独立控制,受端换流站采用将储能装置充放电功率偏差值作为直流电压控制器附加信号的控制策略。最后,以配备双馈风电机组的风电场经柔性直流输电系统接入电网进行仿真分析,针对风电场在噪声风引起的输电功率波动、受端换流站侧交流系统短路故障等情况进行仿真验证,结果表明该控制方案有效可行。     

基于物理约束的风电场主动支撑策略研究

为解决风电大规模接入电网可能导致电网惯性降低以及风机单机参与电网调频导致电网频率二次跌落的问题,提出了场站式风场调频控制模式。首先,在策略设计过程中,提出了不进行风机侧储能的设计原则,避免电网调频造成弃风,设计了场站控制高速通信硬件平台,推导了风机调频物理约束边界条件,建立了场站调频控制目标函数;其次,制定了基于约束条件的风机场站调频功率恢复策略,完成了不弃风条件下场站调频控制器的开发。实验数据及指标分析结果显示,场站控制器主动支撑电网的指标满足要求,风电场提供有功功率明显降低电网频率二次跌落风险。     

大规模并网风电场集群协调控制策略研究

为实现风电能源接近"常规电源调控"特性的目标,文中探索一种新的风电电源控制方法。基于风电电源现有的控制技术,加入储能新理念,针对风电集群协调控制在有功功率控制、无功电压控制、电网安全稳定控制所应具备的基本功能,提出了大规模并网风电场集群在多时间尺度、空间尺度、功能解耦等方面分层分区的集群协调控制策略;以新疆某地区风电场为例验证了此风电场集群协调控制策略的效果,结果表明风电场集群协调控制效果明显优于以风电场独立控制的传统控制策略效果,为实现风电电源"似常规电源控制",实现智能电网的愿景提供参考。     

基于模糊神经网络风电混合储能系统优化控制

采用风电储能系统来平抑风电波动功率在当今是一个有效的措施,然而储能系统控制策略的好坏直接影响风电系统的技术性能和经济性能。根据超级电容器和蓄电池在功能上的互补性,将其应用在基于双馈电机的风电场中,风电场采用分布整流集中逆变拓扑控制结构,并对其设计模糊神经PID控制器,采用模糊神经网络算法对混合储能系统PID控制参数进行在线优化。基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,并进行仿真分析,验证了混合储能系统能够提高储能装置的使用寿命。根据储能系统补偿功率和其荷电状态的波动范围,以及对风电波动功率的平滑程度,验证了该控制系统的有效性。     

考虑风速差异的风电场减载方案与一次调频策略

风电的大规模并网给电力系统带来了惯量降低和一次调频能力不足等问题,可减载运行且具备调频功能的风电场可有效应对该问题。为此,提出了一种风电场减载方案以及相应的一次调频策略。首先,介绍了综合惯性控制和桨距角控制的原理,并分析了风电场减载运行的必要性。然后,研究了不同风速下风机减载能力的差异性并制定了风电场内减载功率分配方案,根据制定的减载方案,提出了相应的一次调频策略,以充分利用风电场的调频能力并避免频率的二次跌落。最后,基于Matlab/Simulink搭建了仿真系统模型,仿真结果表明所述减载方案和调频策略可以合理分配减载功率并提升风电场的调频效果。     

送出受限风电场有功功率控制系统设计与应用

针对目前风力发电的快速增长,部分风电集中接入地区电网送出线路及主变压器过载的问题越来越突出,影响了电网安全稳定运行的问题,依据宁夏杨家窑风电接入点电网设备运行特点,基于能量管理系统(Energy Management System,EMS),设计开发了风电场有功功率控制系统,以实现对风电场有功出力的自动控制。应用结果表明:该控制系统能有效地解决局部地区风电场出力受限的问题,对于解决同类风电集中接入点电网安全稳定运行有重要的参考意义。     

双馈风电机组抑制电力系统低频振荡的鲁棒控制策略

针对大规模风电场接入电力系统面临的低频振荡问题,提出了一种双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)附加鲁棒控制策略,通过控制双馈风电机组的转子侧无功输出向系统注入无功功率以达到提升系统阻尼的目的。首先采用TLS-ESPRIT辨识算法辨识出系统模型,然后采用基于区域极点配置的鲁棒控制理论设计附加阻尼控制器。为对所提控制方法相比于传统控制方法的优势,设计了基于极点配置的阻尼控制器。最后在PSCAD软件中搭建含风电的两区域模型验证所提控制方法的有效性。仿真结果表明DFIG附加鲁棒控制器能有效抑制电力系统低频振荡,具有较好的鲁棒性。