基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑。介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电。混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电。通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行。     

母线电压下垂法在控制直流微电网能量中的应用

对电压下垂法程度直流微电网混合储能控制策略的提出,目的是优化蓄电池工作过程以及稳定直流母线电压。这种控制策略对母线功率缺额的低频部分进行的间接补偿,就是通过蓄电池对超级电容进行的能量补充;对母线功率缺额的高频部分进行的补偿,利用的就是超级电容。     

微网中分布式电源基于下垂控制的设计

本文提出了利用下垂特性对微网分布式电源进行了多环反馈控制器的设计。多环反馈控制器外环为功率控制器,采用下垂特性,通过调节有功功率调节系统频率和无功功率调节电压幅值,并为三相电压的提供参考值。内环为电压电流控制器,电压环节采PI控制器稳定负荷电压,实现无差调节,同时电流环节采用P控制器提高系统响应速度。所设计的多环控制器并网时调节微网频率与电网频率达成一致并且输出一定的功率,当电网发生故障时,微网由并网模式转到孤岛模式时,其所有微型源自动调节功率输出和频率,实现功率共享且孤岛模式和并网模式之间的转换是无缝连接的,保证供电可靠性和系统稳定运行。仿真结果验证了设计方法的可行性。     

一种应用于供电臂末端的铁路功率调节装置及其控制

针对铁路牵引系统中负荷剧烈波动、无功冲击大导致网压波动等问题,开发了一种基于多重化降压拓扑的铁路功率调节装置,其通过无功输出和功率融通对电压进行调整,从而稳定供电臂末端电压。该装置采用多个背靠背三电平功率单元并联结构,每个功率单元具有独立的主电路和控制单元,从而使装置具有良好的冗余特性;针对三电平变流器中点电位不平衡的问题,通过在输出电压中叠加零序电压实现直流均压;针对铁路牵引系统含有大量谐波导致装置电流波形畸变的问题,通过比例谐振控制器提高电流波形质量。基于多重化降压拓扑的27.5 kV/5 MVA功率调节装置在神朔铁路某牵引分区所挂网运行后,有效地将供电臂末端电压波动控制在2.2 kV内,从而验证了该装置主电路及控制策略的正确性和可行性。     

直流微网中平行DC/DC变换器的控制

提出以多墙体光伏为研究对象的光伏直流微网系统。将在逆变器并联控制中广泛使用的下垂控制策略应用到平行DC/DC变换器的控制中,与电压、电流环构成三闭环控制,从而抑制平行DC/DC变换器之间的环流。通过Simulink仿真分析,该方法能够实现直流母线电压的稳定及有效抑制各平行DC/DC变换器之间的环流。最后,在实验室搭建实验平台,验证该控制策略的可行性。     

基于下垂控制的多环反馈控制器设计

本文选取了下垂控制作为多环反馈控制器的控制策略,完成了各模块的设计,并且在MATLAB中搭建了微电网的实验模型对下垂控制进行仿真分析,结果证明了此控制策略的有效性。     

互补储能技术及其控制策略

储能单元作为可再生能源发电系统中必不可少的组成部分,在抑制功率波动性方面起着重要作用。针对单一储能系统功率或能量上存在的缺陷,根据蓄电池储能系统和超级电容储能系统在能量和功率上的优势,结合二者互补性,提出了面向可再生能源发电系统的互补储能技术,建立了蓄电池—超级电容器互补储能系统,并针对给定发电计划下的功率波动,给出了基于浮动平均法的控制策略。通过相应的实例分析,验证了模型和算法的有效性。     

基于指令滤波反演的虚拟同步电机控制策略

针对传统分布式能源和微网中逆变器缺少惯性,以及当受到大功率扰动时缺乏稳定性的问题,提出了一种能够同时运行在孤岛、并网模式的非线性控制策略,且在电网并、离过程中不需要任何的预同步操作。首先,采用带储能的光伏系统向交流侧传输功率,稳定直流母线电压;在系统交流侧,引入模拟惯性和阻尼的同步电机转子摇摆方程,推导出相应的数学模型。其次,运用反步法设计控制器,针对反步法中计算膨胀和控制器饱和问题,采取指令滤波器处理。最后,利用Lyapunov稳定性定理验证系统的稳定性,并利用仿真观察控制器在不同模式下的运行状况。仿真结果表明,当系统受到突发性、强瞬变扰动时,所提出的控制方案能够在并网、孤岛和过渡模式下实现微网系统的稳定运行。     

一种参数自适应增强型单相锁相环的研究与应用

在铁路牵引供电系统中,电压存在频率/相位突变、幅值波动、谐波污染等网压畸变问题。传统单相锁相环在动态响应速度及应对这类异常网压工况方面存在不足,无法满足机车、动车四象限变流器的实时控制要求。为此,文章提出了一种参数自适应增强型锁相环的方法,其引用自适应控制策略,使增益系数自适应变化,改善了因相位跳变而导致的频率瞬间扰动问题。相较于传统锁相环,参数自适应增强型锁相环对异常电网环境适应性强,具有快速准确捕获电网信息的良好动态性能,且锁相至少可以提前2～3个电网周期。仿真和实验结果验证了该锁相环方法的有效性和可行性。     

直驱永磁同步风力发电机组建模与仿真

本文针对兆瓦级的永磁直驱同步风电机组(D-PMSG)多运行于并网发电状态,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中搭建了基于双PWM全功率变流器的D-PMSG并网仿真模型;阐述了系统的运行原理,对机侧和网侧的变流器的控制策略进行了详细的分析,该系统能够实现风能最大功率追踪以及并网控制,仿真结果验证了所建模型的正确性和控制策略的可行性。