微网系统中储能装置控制策略研究

在微网系统中,大功率电力负荷的投切会导致电网电压幅值和频率产生波动。将储能装置应用于微网系统中,可通过逆变控制单元,实时监控电网电压波动,即时调节配电网输送的有功无功功率大小,从而达到抑制电网电压波动的效果。采用了电压频率环控制和有功、无功补偿控制相结合的控制算法,可以即时检测电网电压波动并进行快速补偿,具有较强的有功、无功调节能力。最后通过构建模拟微网环境,进行了不加储能装置和接入储能装置后微电网投入不同电力负荷时电压波动对比实验,验证了控制策略的有效性和正确性。     

基于模型预测控制的光伏场站快速协同无功电压控制

为解决新能源大规模接入配电网带来的电压波动及越限问题,提出了一种针对光伏场站及静止无功发生器(static var generator, SVG)接入的配电网系统动态无功电压控制方法,以实现扰动下多无功源协同调压目标。首先,分别推导了光伏场站和SVG的无功-电压控制小信号模型。其次,通过类比等效实现了不同类型无功源电压控制模型形式的统一,并结合系统电压灵敏度关系建立了系统整体电压控制模型。在此基础上考虑系统状态变化对控制参数的影响,并计及各设备无功出力约束,设计了系统模型预测控制器。最后,基于IEEE33节点系统进行仿真,验证了在光伏出力波动和负荷投切两种情况下所提方法均能够快速、有效地抑制电压波动,为有源配电网快速电压协同控制提供了理论基础。     

一种应用于微网的多目标SVG优化控制方法

不同类型的微源、设备、负荷对微网产生了电压波动、无功不足、谐波超限等不同类型的电能质量问题,需要不同类型的控制和治理手段加以解决。针对某园区小容量微网运行情况和静止无功发生器(SVG)的结构特点,提出一种基于多目标配置的SVG优化控制方法,仅利用一台SVG,根据实时任务和采样数据进行SVG控制目标和容量的优化配置,实现电压、无功和谐波的多目标控制,解决微网中不同类型的电能质量问题。并采用一种基于状态观测器的SVG无差拍电流控制方法,提高了控制性能。仿真结果验证了上述优化控制方法的有效性。     

考虑大量分布式电源接入的配电网电压无功控制策略研究

分布式电源的大量并网增加了配电网的无功调压难度,利用传统无功控制策略调压,需要多次调整。通过综合不同负荷的无功控制手段,提出了一套完整的配电网电压控制策略。在一个实际配网系统的仿真结果表明,所提策略能够在分布式电源出力波动较大的情况下,将配电网电压限制在合理范围内,有效降低分布式电源并网对电压的影响,提高电能质量。     

采用APF和SVC改善微网电能质量

采用有源滤波器和静止无功补偿装置联合运行的方式来提高孤立运行的微网电能质量,其中有源滤波器接在分布式电源逆变器出口侧,滤除谐波电流,其电流检测采用ip-iq法,跟踪控制采用无差拍控制与空间矢量脉冲宽度调制的方法;静止无功补偿装置,由晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器组成,安装在微网负荷侧,随负荷需求供给无功,维持负荷侧电压稳定,减小系统网损,并提高电能质量。经实验证明了该联合系统对提高微网电能质量是有效的。     

基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略

随着分布式光伏在配电网中渗透率的增加,负荷与光伏出力波动等原因引起的配电网电压越限问题日益凸出。为此,提出一种基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略。首先,通过电气距离模块度指标对配网进行集群划分;然后,通过无功电压灵敏度矩阵选取各集群的主导节点,并利用集群电压偏差度判定各集群电压状态。危险集群的光伏逆变器采用就地控制模式调压;安全集群的光伏逆变器采用可变功率控制模式。利用集群之间无功电压的灵敏度,将安全集群与危险集群进行协同配合,从而使整个配电网电压运行在安全域内。最后,根据某实际配电网41节点系统的算例证明,基于光伏集群协同优化的配电网电压控制策略,比统一下垂控制和统一功率优化控制的效果更佳,能够有效提升配电网电压质量。     

钢铁企业供电系统孤网运行时电压稳定分层组合控制策略

钢铁企业供电系统中含有大量的感性负荷,孤网运行时冲击负荷的启动和自备电厂发电机组的退出运行将导致严重的电压稳定问题。提出一种电压稳定分层组合控制策略:当电网电压小幅波动时,采用自备电厂发电机组励磁调节控制方式维持电压稳定;当励磁调节控制无法满足要求时,投入静止无功补偿器(static var compensator,SVC)无功补偿控制和有载调压开关(on load tap changer,OLTC)调压控制;对于电压下降严重、仅靠上述3种控制方式已不能使其恢复稳定的情况,则需采取低压减载(under voltage load shedding,UVLS)紧急控制措施。通过仿真分析,验证了所提出分层组合控制策略的有效性。     

SVG的电压控制策略

提出一种控制静止无功发生器(SVG)输出电流的策略,既能实时补偿负荷无功,又能改善负荷接入电网点的电压波形。根据装置工作原理推导了控制策略及其可行性。根据负荷峰值电压判断负荷接入处电压是否跌落。电压稳定时装置工作在常规无功补偿状态下,输出负荷所需的无功电流;当接入网点电压因补偿区域的故障或者负荷突然加重等导致电压跌落较大时,装置可在输出所需无功的基础上短时消耗储能以维持补偿点电压。仿真结果表明所设计的复合功能装置具有响应速度快、动态特性好的优点。     

基于深度强化学习的含储能有源配电网电压联合调控技术

高比例可再生能源接入下，有源配电网电压越限风险增加。传统调压设备控制时间尺度长，难以及时响应调压需求。为缓解配电网局部电压越限问题，提出一种基于深度强化学习的电压调控策略，利用电池储能系统和静止无功补偿装置(static var compensator, SVC)进行有功无功联合调控。首先，研究了分布式储能的容量衰减机理；然后，将电压调控推导为马尔可夫决策过程，通过寻找SVC和储能最佳出力点缓解电压波动；最后，采用深度确定性策略梯度算法实现离线训练与在线决策。算例验证表明，所提策略能有效实现非全局信息可观下电压波动的抑制，电压偏差较无调控时有明显降低；通过与其他深度强化学习和启发式算法对比，验证了所提出方法可以有效应对不确定性环境，抑制电压波动。     

基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置与容量优化配置方法

针对典型日负荷曲线,提出基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置和容量优化配置方法。该方法考虑了分布式储能的充放电运行状态,基于网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。以配电网网损和节点电压波动为目标函数,运用改进的粒子群算法对分布式储能的充放电功率进行优化,并确定分布式储能的最优配置容量。仿真结果表明,采用该方法确定分布式储能在配电网中的位置和容量可最大化实现功率就地平衡、降低配电网网损和降低配电网节点电压波动,实现分布式储能在配电网中的优化配置。