基于PSO的逆变器接口电源输出控制器的优化方法

随着我国电力需求的持续增加,微电网不断地接入电力系统。微电网将分布式电源、负荷、储能装置、能量变换设施和控制装置集成一个整体进行综合控制。由于其规模的不断扩大,其运行难度也在不断增加,难以满足用户越来越高的安全性和可靠性要求。提出了一种基于PSO算法的逆变器接口分布式电源控制方法,通过优化逆变器输出控制器参数,能够有效抑制存在于微电网中的电压、频率、操作模式转换等干扰。仿真实验验证了该智能控制方法的正确性与有效性。     

基于电能质量监测的分布式电源优化设计方案

为了实现分布式电源的高效、可靠和安全运行,文中介绍了一种基于电能质量监测的分布式电源自监测逆变器设计。这种自监测逆变器通过对分布式电源工作模式的监测以及输出电能的测量实现对闭环控制器反馈信号的优化,从而实现分布式电源在暂态和稳态上均能够跟随微电网控制中心的控制信号,并输出符合电网规范的电能。实验结果表明,该自监测逆变器能够应用于不同类型的分布式电源,使其在并网模式和孤岛模式下均能够稳定输出电能。     

含脉冲负载独立微电网的柴-储协调控制策略

为研究含脉冲负载独立微电网的柴-储协调控制应用关键技术,首先通过仿真分析了不同控制策略的逆变器与柴油发电机组并联带混合负载的不同效果,根据不同控制策略下双源并联带不同类型负载的特点,结合含脉冲负载独立微电网的负荷特点,采用V/f控制、下垂控制、虚拟柴油发电机组控制的组合作为逆变器的控制策略。针对减少柴油消耗、增加可再生能源利用、优化系统运行状态的目标,研究了能量管理方案。最后以含脉冲负载独立微电网的多种电源配置为例,进行了效益分析。     

基于分布式发电的微电网黑启动设计与实现

针对电网故障的不可预测性,基于逆变器控制的基本原理,对锁相环技术以及SPWM技术的数学建模分析,提出多种控制模式下微电网的黑启动控制策略。对分布式电源的控制方法进行了研究,分析比较了微电网控制模式,并将逆变器的控制方法应用到微电网控制中去,在此基础上提出一种新型的恢复速度更快的并行恢复黑启动方案,基于Matlab对其进行了仿真,验证了微电网串行恢复和并行恢复的有效性和可行性。     

含多种分布式电源的微电网控制策略研究

微电网是一种可控的小型发电配电系统,是将分布式电源、负荷、储能以及控制装置进行结合,能够对大电网和分布式电源两者之间的矛盾进行有效的解决,从而不断的推动分布式发电技术的发展和进步.但是分布式电源单机接入成本高、控制困难,一定程度上限制了其大规模的使用.为了确保含多种分布式电源的微电网的稳定运行,必须对分布式电源及其相应的电力电子接口设备进行有效的控制.本文结合笔者多年工作经验,阐述了含多种分布式电源的微电网控制策略.     

新能源微电网综合实验平台及教学研究

新能源微电网综合实验平台集成了多种分布式发电与储能装置,其结构灵活多变,可满足不同运行方式的需求.本文介绍了该实验平台系统架构与硬件组成,以及集中式管理系统,并选取三类代表性运行模式进行介绍.借助该综合实验平台设计了分布式电源运行特性验证、并网逆变器控制策略设计、并离网状态切换、运行优化策略验证等实验,通过教学实践增强学生对分布式电源、微电网系统的认知与理解.     

含不平衡负载的微电网并网逆变器控制研究

针对带LCL滤波的并网电压源型逆变器提出了一种多环控制器。该控制器由内环预测电流控制器、外环电压矢量控制器及电压指令补偿器三部分组成。将该控制器应用于微电网中微型电源的逆变器中,可以有效调节负载端电压,尤其是当系统中含不平衡和非线性负载时,均可以实现零静态误差。最后,给出了分布式电源单独运行和联网运行时的带平衡、不平衡及非线性负载时的仿真分析     

含多分布式能源的微电网孤岛无缝切换策略

针对微电网并网运行切换至计划孤岛运行时负荷侧暂态振荡,提出一种孤岛无缝切换策略,有效降低负荷侧电压与频率振荡幅度。含多分布式能源的微电网孤岛运行时采用主从控制结构,主逆变器从P-Q控制切换至V-f控制,用于稳定负荷侧电压与频率。从逆变器采用P-Q控制,稳定系统内有功功率平衡。孤岛切换时,主逆变器采用状态跟踪控制,削弱因逆变器控制策略切换导致的输出不稳定性。基于PSCAD的仿真实验表明,该控制策略可有效降低孤岛切换瞬间负荷侧的电压与频率振荡,提高微电网供电稳定性。     

柔性接入微电网的小信号建模

针对传统并网硬开关无法主动调节潮流的问题，利用背靠背变流器取代传统并网硬开关，对配电网与微电网进行柔性互联，便于二者之间的协调控制。为对系统进行稳定性分析，并考虑到不同规模的微网内分布式电源数量的不同，文中建立一种经背靠背变流器接入的含N个分布式电源的微网小信号状态空间模型框架。利用MATLAB对其进行特征值分析，确定了影响微电网稳定性和动态性能的关键参数。在PSCAD/EMTDC平台上搭建出基于下垂控制的微电网柔性并网运行模型，将建立的小信号模型与搭建的仿真模型结合，在多个工况下进行仿真，验证了建模、分析与结论的正确性。     

一种适用于微电网的并网逆变电源控制方法研究

微电网与分布式发电微电网可被看作一个小型电力系统,它由负荷和分布式电源(简称为微电源)组成。它将电力生产所需的电力装置适当地结合成为一个可控单元,然后通过公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)与大电网相连。因此,微电网既可并网运行,也可在适当的时候脱离主网孤岛运行。此种运行方式克服了传统分布式电源不可控的缺点,能有效促进可再生能源的接入和利用,有利于智能电     

含多种分布式电源的微电网控制系统研究

针对微网的并网与离网运行方式以及两种运行方式之间的转换,提出一种含多种新能源分布式电源的微网控制策略,建立控制系统。采用直流与交流微电网混合方式对交流负荷供电,在交流侧,采用独立的公共DC/AC变换,连接到一条微网母线上。针对微网的并网运行模式,建立P/Q控制模型,离网运行模式采用V/f控制方法。采用风力发电、光伏发电、蓄电池储能3种微源作为组网单元,对3种微源进行并/离网切换及负荷切断/闭合运行控制,建立微电网系统仿真,初步验证系统可行性。     

A grid-interfacing power quality compensator for three-phase three-wire microgrid applications

This paper proposes a grid-interfacing power quality compensator for three-phase three-wire microgrid applications with consideration of both the power quality of the microgrid and the quality of currents flowing between the microgrid and utility system. It is proposed that two inverters connected in shunt and series are used for each distributed generation (DG) system in the microgrid. In each inverter, both positive- and negative-sequence components are controlled to compensate for the effects caused by the unbalanced utility grid voltages. Specifically, the shunt inverter is controlled to ensure balanced voltages within the microgrid and to regulate power dispatches among parallel-connected DG systems, while the series inverter balances the line currents by injecting appropriate voltage components. A current-limiting algorithm is also proposed and integrated within the inverter control schemes to protect the microgrid from large fault currents during utility voltage sags. The proposed compensator has been tested in simulations and experimentally using a laboratory hardware prototype.     

不同模式下微电网的能源管理和调度优化

微电网在智慧电网中是非常重要的,确保微电网的最佳和稳定运行是非常必要的.本研究根据微电网并网和孤岛运行模式下的优先级和目标,分别实现了两种优化算法.为了在每种模式下实现最佳运行,该方案降低负载,确定光伏发电水平,并调节储能系统(ESS)的充放电水平.在仿真实验中证明了该调度方法的有效性.并且从实验结果可知,所提出的方案...     

A Low Cost Utility Interactive Inverter for Residential Fuel Cell Generation

This paper presents the development of a single-phase utility-interactive inverter for residential power generation to meet the specifications laid down for the 2005 Future Energy Challenge Competition sponsored by U.S. DOE and IEEE. The proposed inverter system is capable of working in both stand-alone and grid-connected mode. A control scheme for implementing both modes of operation is presented, which has simple structure with smaller number of sensors. The proposed control algorithm including the whole system control is implemented on a low cost, fixed-point DSP TMS320F2812. The experimental results from a 1 kW prototype show that the proposed inverter system exhibits not only low THD grid current during the grid-connected mode and well regulated inverter voltage during the stand-alone mode, but also smooth and automatic transfer between the two modes of operation.     

基于微网并网的智能电网用户用电福利研究

考虑需求侧响应的微网并网运行机制能够引导用户合理用电,对研究智能电网用户用电福利具有重要意义。综合光伏、风能发电的不稳定性,提出微网并网运行机制下需求侧响应策略,以微网运行成本最小和需求侧用电效用最大为目标,建立了考虑需求侧响应的微网并网运行福利模型。仿真结果表明所建立的模型可达到用户最大用电福利,且有利于削峰填谷,降低供电压力,提升用户参与建设微网的积极性。     

一种新的基于需求侧响应下光储微电网运行策略

为了能达到光储微电网经济效益最大化,以及在经济效益最大化的同时,保证光储微电网的稳定性。从而提出一种新的基于需求侧响应下光储微电网运行策略即通过调整可转移负荷的工作时间,对可转移负荷进行重置安排,减少配电容量,以及利用不同用电时段制定不同的电价制度即分时电价,人为调控电力需求量,实现削峰填谷的效果,从而提高微网的稳定性。为了使得微电网有最大的经济收益,利用博弈论的方法,继而找到转移负荷用户、分时电价用户、储能方的Nash均衡点。     

微电网多目标鲁棒优化运行

解决微电网中新能源出力存在的随机性与波动性是微电网优化运行的前提和关键。文中将鲁棒优化理论引入到微电网的运行优化中,以运行成本和环境成本为目标构建了含有风力发电、微型燃气轮机、配电网和蓄电池的微电网多目标鲁棒优化模型,并采用基于自然选择粒子群算法对模型进行求解。仿真结果表明,与传统确定性优化相比,鲁棒优化虽然牺牲了经济性,但换取微电网运行的可靠性,平衡了成本与风险的关系;同时多目标优化平衡了微电网的经济性和环保性,为微电网的优化运行提供了参考。     

Design of Parallel Inverters for Smooth Mode Transfer Microgrid Applications

In this paper, smooth mode transfers and accurate current sharing are performed in a multi-inverter-based microgrid system by the designed system level controls with control area network communication. Controllers of individual inverters within the microgrid in both grid-tie and islanding modes are also designed to ensure high-quality output waveforms. The mode transfer tests are conducted with an inverter-simulated grid to define the proper transfer procedures. Experimental results show that the inverters can provide stable outputs in different basic microgrid operation modes. With the designed current sharing scheme, the output current is equally shared among paralleled inverters without noticeable circulating current. Both the simulation and experimental results of mode transfer show that the multi-inverter-based microgrid system is able to smoothly switch between the grid-tie and islanding modes to guarantee an uninterrupted power supply to the critical loads within the microgrid.