孤岛微电网的新型功率分配与电压调整控制策略

传统下垂控制难以保证孤岛微电网中并联微源的功率分配精度,同时存在母线电压跌落的问题,供电电压质量较低,针对上述问题,提出一种基于一致性算法的分布式控制方法。相邻微源间进行低带宽通信,每台微源利用其本地信息及获取的其他微源的信息,结合离散一致性算法对系统平均电压进行迭代估计,并在P-V控制环中增加PI控制器,利用系统平均电压这一公共量实现了有功功率的合理分配,并提高了系统电压质量,实现了电压的调整。针对含有4台微源的孤岛微电网系统,利用Matlab/Simulink搭建了仿真模型,对传统下垂控制与所提控制策略进行了仿真与对比分析,仿真结果验证了所提控制策略在功率分配与电压调整方面的优越性。     

孤岛微电网无通信功率均分和电压恢复研究

首先分析了传统下垂控制在功率均分中的局限性,并提出一种新型下垂控制。该控制策略利用本地脉冲高低电平分别实现电压恢复和功率均分,且只采用DG单元本地信息,不存在各DG单元或控制层面之间的通信,继承了传统下垂控制无通信的优点,保证了微电网"即插即用"。在两台三相逆变器组成的小型微电网上进行了实验研究,证明了理论与方案的正确性。     

基于固态变压器的互联交直流微电网功率互济自主控制

为充分发挥固态变压器在微电网中的灵活调节能力,提出一种面向多端口固态变压器互联交直流微电网的功率互济自主控制方法。该方法根据固态变压器多端口互联的交直流独立子网的有功–频率以及有功–直流电压下垂控制特性,通过定义各子网的瞬时有功不平衡归一化变量,来衡量交直流微电网全局功率不平衡程度。基于此,以使各子网瞬时有功不平衡归一化变量相等为目标,设计固态变压器中三级换流器的联合控制策略,实现全局不平衡功率在各子网之间的均衡自主分配,促进各子网之间的功率互济。建立小信号模型,并对所提功率互济自主控制的关键参数进行优化。基于RT-LAB的控制器硬件在环实验验证了所提方法能够自主、灵活地实现互联交直流微电网子网间的功率互济。     

微电网中感-容性耦合逆变器功率不均等分配策略

容性耦合逆变器(CCI)可有效提高无功功率调节能力,且具有更高的经济性。为了提高微电网系统无功调节的灵活度,建立了一种包含并联CCI和感性耦合逆变器(ICI)的新型混合微电网结构。探讨了CCI和ICI的功率特性;分析了微电网中功率分配比例对逆变器容量的影响;针对CCI缺乏实用化功率分配方案的问题,提出了一种CCI和ICI的不均等功率分配方法;进而结合算例研究了不均等功率分配比例的计算方法,并提出了功率控制方案;根据算例搭建了仿真模型和实验平台进行测试。仿真和实验结果表明,相比传统功率均分方法,所提出的方法可有效降低逆变器容量。     

基于虚拟阻抗的多逆变器功率分配控制研究

多逆变器并联运行能够提高新能源并网容量和发电效率,但因线路阻抗差异经常存在功率耦合和分配不均的问题。本文以2台逆变器为研究对象,对光伏逆变器并联运行的功率特性进行分析,结合光伏逆变器双闭环控制环路引入虚拟阻抗,研究虚拟阻抗取值对弱化线路阻抗差异的影响,提出一种基于虚拟阻抗的改进策略。在PLECS中搭建模型进行仿真验证,结果表明所提策略大大提高了功率分配精度和动态响应能力。     

基于功率平衡的微电网多逆变器并联电压控制

针对目前微电网多逆变器并联电压易受到谐波特性的影响,导致电压输出的稳定性较差、微电网多逆变器的稳态性和输出增益较低的问题,提出了基于功率平衡的微电网多逆变器并联电压控制方法。结合电容参数和电压参数的融合跟踪方法对微电网多逆变器并联谐波进行准确跟踪,对谐波进行功率平衡处理,提取功率平衡处理后逆变器并联电压的静态电压输出特征量;结合功率分配计算方案,建立并联电压的功率平衡状态模型,实现微电网多逆变器并联电压的优化控制。仿真结果表明,所提出的微电网多逆变器并联方法电压控制输出稳定性较好,提高了微电网多逆变器的稳态性和输出增益,具有较好的稳压性和传输控制能力。     

具有功率精确分配能力的逆变器电压谐波 分频下垂控制方法研究

微网中有可能存在电压谐波问题。设计具有能量转换和电压谐波治理的复合型逆变器有助于降低微网的成本。同时当多逆变器并联时,希望各逆变器能在基波和谐波域依照各自容量分配功率。现有方法是采用下垂控制和虚拟阻抗技术。首先建立包含谐波域的逆变器并网模型,阐述了谐波抑制的基本原理。然后讨论了设计逆变器的输出阻抗为阻性的方法。随后应用下垂控制策略,提出了逆变器基波和谐波的分频下垂控制器设计方法。最后通过PSCAD验证了该方法不仅能有效地抑制电压谐波,而且也能依照容量合理分配基波域和谐波域的功率。     

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时,微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下,通过逆变器连接的电源则表现为电压源,其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而,当负载重载或轻载时,这种下垂特性会产生大的频率偏移;平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差,但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比,通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置,动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内,这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下,在负载降低时也能充分利用新能源发电,同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计,通过应用PSCAD/EMTDC仿真,验证了此种控制方法。     

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时,微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下,通过逆变器连接的电源则表现为电压源,其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而,当负载重载或轻载时,这种下垂特性会产生大的频率偏移;平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差,但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比,通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置,动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内,这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下,在负载降低时也能充分利用新能源发电,同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计,通过应用PSCAD/EMTDC仿真,验证了此种控制方法。     

基于逆变器剩余容量及自适应虚拟谐波阻抗控制的孤岛微电网谐波功率分配策略

孤岛微电网中,非线性负载产生的谐波电流导致发电单元的逆变器也需要承担部分谐波视在功率。为避免逆变器因承担过量谐波功率过载,目前研究者们大都致力于实现谐波功率在逆变器间的均分。然而,谐波均分策略忽略了不同逆变器改善电压质量能力的差异性,致使微电网电压质量无法得到有效改善。针对此,提出了一种以改善微电网电压质量为目标的谐波功率分配策略,根据逆变器剩余容量及其承担的谐波功率,自适应地调节其虚拟谐波阻抗值在第四象限内变化,从而在不过载的前提下使各逆变器到微电网母线的谐波阻抗达到最小值,为谐波电流提供低谐波阻抗通路,达到尽可能改善微电网电压质量的目的。为了实现该目标,基于根轨迹确定了逆变器虚拟谐波阻抗的稳定调节范围,并进一步设计了一种变参数积分控制器,令所提自适应虚拟谐波阻抗控制能够兼顾调节速度及收敛性能。仿真和硬件在环实验验证了所提控制方法的有效性。     

A Flexible Voltage Control Strategy Based on Stage-Division for Microgrids

The occurrence of power flow reversal and off-limit of the voltage on common bus becomes more frequent because of the increasing penetration of renewable energy sources (RES) in microgrids. To guarantee the safe and stable operation, adjusting the power output of RES-based inverters to avoid the off-limit voltage is necessary. Considering the apparent power characteristics of inverters, as well as the minimum participation of active power, a voltage control strategy based on stage division to be within the voltage limit is investigated in this paper. In the case of unknown demand and distribution of loads, the proposed control strategy is able to make full use of the apparent power to regulate voltage using simple calculations, while the performance in economical operation is satisfactory. Simulation results prove the effectiveness of the proposed method on the common bus off-limit voltage adjustment.     

基于电力电子调压器的配电网电压协调控制策略

针对补偿电容器等传统调压装置在配电网线路电压补偿中存在的调节范围小、速度慢等问题,提出了基于电力电子调压器的稀疏地区配电网线路电压补偿方案,并基于电力电子调压器,设计了电压分层协调控制策略.首先将电力电子调压装置等效为节点功率注入模型,通过粒子群算法优化计算等效节点有功、无功调节量,即节点注入附加功率,再通过附加功率进...     

基于动态降阶模型的电力系统非线性电压预测控制

传统电压控制多采用潮流方程,电压可能在到达事故后稳定运行点前的过渡过程中失稳,因此基于系统的动态模型进行电力系统电压控制十分必要。该文提出了一种基于动态降阶模型的非线性电压预测控制方法。为降低优化计算时间,结合电力系统的特点对经验Gramian平衡降阶方法加以改进,并应用改进的经验Gramian平衡降阶方法降低电力系统非线性动态模型的维数。为提高模型计算精度和数值稳定性,提出使用4阶收敛的Adams法替代欧拉法进行状态预测,建立基于降阶模型的多步预测-滚动优化模型。此外,在模型求解过程中使用温启动方法和较小的迭代次数限值N~(max)来减少迭代次数。以NewEngland 10机39节点电力系统对所提出的方法进行验证。结果表明,所提出的方法能够提高预测模型的数值稳定性,极大地降低模型求解时间,有利于提前响应系统中可预测的动态变化,维持系统电压稳定。     

一种改进的微电网无功分配控制策略研究

微电网孤岛运行时线路等效阻抗存在偏差,采用下垂增益分配不同容量微电源输出无功功率时不尽合理,导致微电源之间无功环流增加,从而增加系统损耗、降低电能质量.针对此问题,提出一种新型改进下垂控制策略,将无功补偿环节和微源侧电压损耗恢复机制引入传统下垂控制,提高无功功率的分配精度.搭建微电网Simulink仿真模型,仿真结果表明,该策略能够准确分配无功负荷,提高了系统电网稳定性,既不影响微电源的有功输出又大幅降低无功环流.     

基于实时调压计算的无功/电压控制方法

介绍了无功/电压控制方法的研究进展和发展趋势,分析了配电网的无功/电压特性以及传统的九分区无功补偿方法存在的缺陷,提出了基于实时调压计算的无功/电压控制策略,研究配电变电站实时潮流计算的实用数学模型和算法,由计算结果做出调节与操作决策,以满足电力系统电压和无功功率的要求,该模型简单、实用,适于在线控制.     

微电网电压质量控制方法研究

由于微电网中不平衡负载的影响,使得微电网电压出现不平衡。针对这类问题,在dq坐标系下对低压微电网电压不平衡进行研究,并提出了相应的补偿方法。该方法采用加虚拟阻抗的下垂控制器来灵活准确地实现分布式电源的功率分配;通过电压不平衡补偿,使得分布式电源输出稳定的负荷电压从而自动补偿微电网的不平衡电压;而电压电流环对下垂控制中所给定的参考信号进行准确的跟踪,提高输出电能质量,进一步提升整个控制系统的性能。最后通过仿真结果证明了所提控制策略的可实现性和有效性。     

基于模糊理论的配电网无功和电压控制

应用模糊理论对无功和电压的控制问题进行数学描述,提出一种退火算法并对其进行求解,可找到主变压器有载分接开关位置和电容器投切的最优组合,减小二次侧电压偏差,流过主变的无功,降低有功损失,并举例说明算法的有效性。     

基于DSP高压配电系统协调控制方法

电力系统包括发电、输电、变电、配电、用电等环节,其中配电是距离用户最近的单元.配电系统的安全稳定运行至关重要,直接关系到用户的稳定用电.在高压配电系统中,电气设备包括高压熔断器、断路器、隔离开关及避雷器等.传统的高压配电系统故障时,虽然断路器或隔离开关断开动作作为保护,但不能在故障前发现问题.为此,提出基于DSP的高压配电系统协调控制方法,通过DSP采集电气设备的运行数据,作为协调控制系统依据,保证高压配电系统的安全稳定运行.     

孤岛模式下串联型微电网亡逆变环节的建模及控制

首先给出了串联型微网结构及逆变环节等效模型;其次,通过状态空间平均法建立了逆变环节的大信号模型,并给出了相应的传递函数;最后,基于该模型设计了系统控制器（电压外环准比例谐振（QPR）控制、电流内环比例控制）参数设计。实验结果验证了所建模型和控制器设计的正确性。