考虑光储的轨道交通车辆段微网控制策略研究

独立的光伏发电系统不依赖大电网,特别适合解决偏远地区轨道交通的牵引供电问题,还能降低牵引能耗,实现铁路系统的节能减排。与此同时,储能系统作为新能源发电的补充,得到了广泛应用。故针对混合储能的轨道交通车辆段微网的拓扑结构,文中提出了一种稳压控制策略,保证微网在列车负荷波动与光伏阵列波动时的稳定运行。储能控制采用影响因子KSOC的电压闭环控制、切换因子KSWITCH的电压闭环控制、功率环控制的储能控制策略,实现储能与微网的传输功率可控。光伏端口利用基于功率控制的改进扰动观察法来保证光伏组件功率可控。逆变器采用电压电流双闭环控制,以保证端口始终能够输出符合电能质量要求的电压。在Matlab/Simulink平台中搭建仿真模型验证了所提策略的可行性,直流母线的电压指标均符合要求。     

基于微电网直流母线电压的正弦扰动MPPT法

微电网中直流母线电压的波动影响着系统的稳定,光伏发电能量过剩造成直流母线电压上升,无法通过下垂控制来维持母线电压稳定,从而影响系统平衡。通过对光伏MPPT的控制,提出一种正弦扰动非线性控制,使得微电网系统在光伏能量过剩时不工作在最大功率点,从而维持直流母线电压的稳定。在psim上搭建仿真模型,验证方法的有效性。     

光伏并网逆变器的仿真研究

为了提高光伏发电效率和电能质量,对光伏并网逆变器进行了相关研究,针对光伏最大功率点跟踪问题,对传统的电导增量法进行融合和改进．提出一种改进的电导增量控制算法。该控制算法能够快速精准地跟踪最大功率点;有效改善系统在最大功率点附近的震荡现象;提高了光伏电池的发电效率。在逆变控制方面,采用电压外环、电流内环的双PI环控制,电压外环实现中间直流母线电压的稳定控制。电流内环用于控制输出电流的稳定,两者通过中间直流母线耦合,匹配简单,系统控制具有较好的快速性和稳定性;减少了谐波含量,输出电流具有良好的正弦度,且与电网电压同频同相．因而提高了电能质量。最后用matlab对光伏并网逆变器进行建模仿真,实验结果表明该系统工作稳定．性能良好。达到了预定的设计效果。     

直流母线式光伏发电系统前级变换器的研究

直流母线式光伏发电系统前级DC/DC变换器不仅可以将光伏组件的输出电压与直流母线电压相匹配,还可以实现对光伏组件的最大功率跟踪控制。文中为分析的方便,忽略直流母线式光伏发电系统储能部分的充放电,重点对与光伏组件相连接的前级变换器进行研究。针对光伏发电系统对拓扑的要求,提出将采用不对称控制的电流馈入型半桥变换器应用到光伏发电系统中。控制型软开关技术不需要增加辅助开关就可以实现变换器的软开关,在减小变换器的体积和降低变换器成本的基础上,提高了光伏发电系统的整体效率。     

电压不平衡时基于改进无差拍控制的VSC-HVDC系统

VSC-HVDC在电网电压不平衡情况下,输出功率及直流母线电压会产生二倍频波动,进而影响系统的稳定运行。文中研究了柔性直流输电系统在电压不平衡情况下的改进无差拍控制策略,该策略以瞬时有功功率波动分量为零为约束条件,推导了正负序参考电流表达式。针对传统无差拍控制算法存在的控制延时及对交流侧电感参数变化鲁棒性差的问题,提出了一种改进无差拍控制策略。该控制策略利用拉格朗日插值法预测出下一个采样时刻的参考电流;对电网电压进行了线性预测;对网侧电流进行了非线性预测。最后借助MATLAB/Simulink平台搭建相应的仿真模型,仿真结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

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。     

微网柔性并网功率平抑控制策略研究

微电网内分布式电源存在发电功率不稳定的问题,当微网与大电网并联运行时会对大电网系统的稳定性产生影响。为了消除微网内功率波动对大电网的影响,需对并网接口做出改进。文中提出了一种可平抑微网内功率波动的柔性并网接口,将配电网与微电网进行柔性互联。该接口以背靠背变流器为雏形,将混合储能技术运用在并网技术上,计算出微网内功率的波动量,再通过并网接口中的混合储能环节进行平抑,消除了微网功率波动对配网功率的影响,并简化了微网内微源的控制方式。利用MATLAB/Simulink仿真平台进行实验,验证了柔性并网接口可有效平抑微网功率波动的能力以及微网运行模式切换时并网接口可有效简化微网内控制方式的作用。     

新型共直流母线高压变频器

针对电机叠频试验容易产生较大的有功功率低频波动,在弱电网条件下对电网造成污染导致电网上其他设备无法正常工作,提出了一种新型共直流母线的高压变频器。其整流侧采用移相变压器加二极管整流方案,通过电容串联建立高压直流母线,直流母线储存能量使其不回馈至电网,特别适用于弱电网下的电机叠频试验;逆变侧采用MMC逆变器(Modular Multilevel Converter),通过平衡控制策略达到模块电压平衡,环流抑制的效果。最后应用PSCAD/EMTDC搭建系统的仿真模型,证实了方案的可行性。     

孤岛情况下基于模糊控制的储能系统功率控制策略研究

微电网运行于孤岛情况时,新能源发电间歇性强、波动性大的缺点严重影响微电网的安全运行与储能单元的使用寿命。传统的控制策略在微电网中接入多种分布式发电单元和储能单元后控制误差大、反应时间长,且无法处理功率协调与储能管理系统的固有矛盾。文中提出一种计及母线净功率的模糊控制策略,该控制策略以储能荷电状态(State of Charge, SOC)与母线净功率及其变化率为输入,采用重心法去模糊得到储能系统的输出功率,以达到平抑母线功率波动、协调储能单元出力和减少储能系统充放电次数的目的。最后通过仿真对所述策略与传统双输入模糊控制、PID控制与PSO算法进行比较,仿真结果验证了所述策略的优越性,并在微电网实验室中进行了试验,验证了所述策略的可行性。     

风-光-储混合直流微网系统的设计

随着我国对能源需求的日益增加,发展新能源变得十分紧迫,新能源发电是新能源最主要的利用形式。然而,光伏、风力等新能源受自然因素影响大,供电十分不稳定。为实现可靠的新能源发电,本文构建了风-光-储混合直流微网系统,采用双母线结构,光伏阵列、风力发电机分别通过Buck变换器和三相桥式PWM(Pulse Width Modulation)整流电路与直流母线相连,蓄电池直接并接在直流母线上。经实验验证,本系统在离网、并网和离/并网切换的条件下都可以实现稳定、连续、可控的新能源供电。