基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。     

储能变流器多机并联离网起动方式研究

随着分布式电源和微电网的发展,储能系统越来越凸显其重要作用。由于储能变流器多台并联离网起动有很多实际困难,设备很难正常起动。分析了储能变流器并联环流的产生原因以及其影响,主要介绍了储能变流器多机并联离网起动的下垂控制方法,在一定程度上可以解决在储能变流器并联离网起动时由于产生环流导致起动失败这一问题。     

并/离网双模式储能变流器的研制

随着分布式发电和微电网技术的发展,传统储能变流器已不能满足现在的技术要求。在此提出一种新型拓扑结构,不仅满足传统并网工作模式的要求,而且满足离网工作模式的要求。详细介绍了该拓扑结构的工作原理和并/离网工作模式下的控制方法,在此基础上,研制了一台100 kW并/离网双模式储能变流器。通过光储联合运行实验,结果表明该储能变流器功能强大,动态响应快,充放电电流谐波电流小,具有很好的推广价值。     

机械弹性储能箱结构及并网控制策略优化

机械弹性储能(MEES)机组核心部件是机械弹性储能箱,提出了单体储能箱模块化-推拉式机械装配技术,基于传统储能箱组"手拉手"机械结构,通过增加单向超越离合器使储能箱之间实现了柔性联动,且具有防反转自锁功能。建立了储能箱额定功率、储能容量配置数学模型,并根据其特殊运行特性曲线,提出一种适用于机组发电过程的永磁同步发电机转速自适应控制算法,同时提出一种网侧变流器反推鲁棒控制算法。实验结果表明,所提方法能有效抑制机组参数扰动,永磁同步发电机能够快速响应、平稳运行,网侧变流器直流侧电压稳定并可以单位功率因数并网运行,发挥机组最大出力,有助于减小机侧变流器容量。     

应用于微电网的双模式储能逆变器的研制

随着新能源及微电网技术的快速发展,传统储能逆变器已无法满足技术的要求。针对储能逆变器适应微电网双模式运行的要求,提出并采用一种新型的拓扑结构,研制了一套应用于微电网的基于AC/DC单级变换储能逆变器主电路拓扑结构及控制策略的50 kW储能逆变器样机,其具有并/离网双模式切换功能,并以最新芯片TMS320C28346作为控制核心。结果表明,该储能变流器动态响应快、充放电电流谐波小、并/离网双模式转换时间短,具有较好推广价值。     

基于光伏微网的储能变流器设计与实现

储能装置作为微网的重要组成部分之一,对微网的安全稳定运行起到了重要的作用。基于太阳能光伏发电系统,设计了具有并离网切换功能的储能变流器样机。该样机采用Power PC与FPGA协同配合作为核心元件,使用PQ控制及V/f控制策略,具备并离网切换功能,能够向电网提供有功、无功支撑,稳定电网电压和频率,同时可以配合多种储能设备。使用主被动相结合的孤岛检测方法,快速准确地切换并网离网模式。样机在多种工况下,进行了并离网实验,很好地满足了设计要求,达到工业应用的标准,具有良好的推广价值。     

分布式发电与微电网应用的锂电池储能系统研究

针对分布式发电与微电网的应用需求,对锂电池储能系统组成、锂电池成组方式、电池管理系统(BMS)功能特点、储能变流器(PCS)控制策略进行了研究。在理论研究基础上,研制了80 kW/128 kWh锂电池储能系统,并搭建了含光伏、储能和负载的微电网试验环境,对储能系统的并网PQ控制、离网VF控制、并离网平滑切换等控制策略进行了试验验证,结果证明所采用的控制策略能满足微网并网和离网的运行要求,能实现并、离网平滑切换,为深入研究大容量储能系统及更复杂的微电网运行条件奠定了基础。     

两级式储能逆变器并离网控制技术

随着新能源的大规模应用,储能装置作为一种可控电源,因具有调峰幅度大、响应速度快等优点而在保证微电网正常运行方面具有重要作用。介绍了一种两级式储能逆变器,一级是三相全控桥构成的网侧变换器,另一级是3个交错并联回路构成的直流变换器。阐述了该储能逆变器在并网和离网工作模式下的控制原理及并离网切换的技术关键点。通过MATLAB仿真验证了该储能逆变器采用所提控制策略可以实现并网、离网的正常运行以及并离网切换的顺利过渡,采用3个交错并联回路结构的直流变换器可以提高总输出电流能力,通过载波移相可以减小总输出电流波动。储能逆变器可靠地实现了微电网的并网和离网运行控制,有效地改善了可再生能源发电输出功率的连续性,为新能源领域进一步发展提供了技术保障。     

微网储能变流器平滑切换控制方法的研究

针对微电网储能变流器系统常规切换过程中存在合闸冲击电流、电压波动等问题,本文提出了一种基于相位同步的控制器状态跟随平滑切换控制策略,采用输出闭环跟踪的V/f控制和P/Q控制相互切换的方法。离网转并网时,将V/f控制器的输出状态跟随到P/Q控制器的输出;并网转离网时,将P/Q控制器输出状态跟随到V/f控制器的输出;在离网重新转并网时引入相位同步模块,使离网时的相位角与并网相位角同步。最后,基于Matlab建立储能变流器平滑切换仿真模型。仿真结果表明,该方法能够有效抑制微电网储能变流器平滑切换过程中电压波动并降低冲击电流。     

基于预测方法的直流微网混合储能虚拟惯性控制

为增强直流微网扰动抑制能力,使直流侧电压在系统扰动时呈现惯性响应特性,提出了一种基于变流器预测控制的直流微网混合储能系统虚拟惯性控制策略。该方法采用微网储能系统变流器作为虚拟惯性控制单元,增加直流电压变化作为控制输入变量,增强了其暂态运行稳定性。此外,为提高直流微网本地控制速度,以配合储能系统的快速惯性调节,避免因控制延时造成的滞后控制现象,提出了基于模型预测方法的储能变流器本地控制方法,并采用由蓄电池和超级电容组成的混合储能系统,以弥补蓄电池充放电速率较慢的缺点。基于Matlab建立了风电直流微网系统仿真模型,仿真结果验证了所提策略的有效性。     

一种离网型储能变流器的电流控制方法及装置

正近日,国家知识产权局公布专利"一种离网型储能变流器的电流控制方法及装置",申请人为国网冀北电力有限公司电力科学研究院。本发明提供了一种离网型储能变流器的电流控制方法及装置,涉及电力系统技术领域。方法包括:通过电流采样,获取IGBT侧电流和微电网侧电流;判断IGBT侧电流和微电网侧电流是否分别小于预先设置的第一电流限值和第二电流限值;若IGBT侧电流大于等于第一电流     

一种适合于储能PCS的PI与准PR控制策略研究

储能变流器(PCS)是储能系统的核心部件,主要运行模式有并网和离网两种。本文重点针对储能PCS在离网条件下所采用的定电压/频率控制策略进行研究,从储能PCS的拓扑结构入手,建立其数学模型,并制定相应的控制策略。根据控制器选择的不同,本文分别介绍了基于PI控制器以及准PR控制器的控制策略,画出了详细的控制框图。最后基于Matlab仿真模型,制定了两种不同运行工况,针对这两种工况对不同控制器条件下PCS的外输出特性进行对比分析,并得出相应的结论,为工程实践提供相应的理论支撑和指导经验。     

蜂巢状有源配电网中多端口能量枢纽控制策略

作为一种适应高比例分布式新能源接入的新型配电网架构,蜂巢状有源配电网利用多端口能量枢纽(multi-port energy hub,MEH)可实现多微电网/配网单元间功率的互联互济,如MEH中包含储能设备,可以进一步提升新能源利用率和电网可靠性。文中提出一种含储能的MEH及其分层协调控制策略。上层控制根据储能系统的荷电状态和配电网运行状态协调控制储能变流器与各并网端口变流器之间的功率分配,使得MEH在平抑新能源波动、配网故障恢复等运行模式下均能够对内部储能系统进行能量管理。下层控制通过将储能变流器有功功率的微分值反馈至储能系统控制环路进行补偿,提高储能变流器输入/输出有功功率响应速度。文中设计了MEH控制系统关键参数,利用MATLAB/Simulink对MEH在配电系统中的应用进行仿真。不同工况下的仿真对比验证了所提分层协调控制策略的有效性,证明该策略能够延长储能系统工作时间,提高储能系统有功功率变化率,减小直流母线的电压波动。     

智能微网中铅酸电池储能系统控制策略

介绍了铅酸电池储能系统组成,包括铅酸电池组、电池管理系统（BMS）和储能变流器（PCS）,对铅酸电池储能系统的并网PQ控制、离网V/F控制、并离网切换控制和恒压浮充控制等控制策略开展研究,在此基础上研制了250 kW/800 kW·h铅酸电池储能系统,应用于扬州经济技术开发区智能电网综合示范项目中,试验证明所采用的控制策略能够满足运行要求。     

风光储微电网模式切换策略研究

为实现微电网并离网运行模式的无缝切换,尽量减少由于切换瞬间功率不匹配所带来的暂态冲击,在介绍风光储微电网拓扑特征和分析储能变流器运行控制特性的基础上,通过与微电网中央控制器结合,设计了含多类型储能的风光储微电网在并离网无缝切换过程中的逻辑控制策略。最后,通过PSCAD仿真平台,设计并搭建了风光储微电网系统的仿真模型和通信架构,验证了所设计并离网无缝切换控制策略在微电网系统不同运行工况下的有效性和正确性。     

一种并离网一体型电池储能变流器

研究了一种以T型三电平三相半桥为拓扑、集并离网工作模式为一体的电池储能变流器,阐述了变流器的拓扑结构和工作原理,分析了系统在2种工作模式不同的控制方式。构建了一台100 kVA全数字控制实验样机验证所提控制方式的可行性,实验结果证明了系统既能在并网工作模式下通过P/Q控制实现指定功率输出,又能在离网工作模式下通过V/F控制维持电压幅值和频率的稳定,符合两种模式的运行要求。     

含V2G的直流微网电压分层控制策略

针对直流微网储能昂贵、控制单一、稳定性较差的问题,提出了一种含电动汽车电网互动技术(vehicleto-grid,V2G)的直流微网电压分层控制策略。在现有基于直流母线电压信号(DC-Bus signal,DBS)控制方法的基础上,引入V2G技术代替部分静止储能,提高系统稳定性和经济性;优化储能控制,依照并离网的不同情况对混合储能单元提出不同的控制方法。在微网运行工况发生变化的情况下,系统各变流器依据母线电压区间平滑切换运行状态,维持微网功率平衡,平抑母线电压波动,提高直流微网整体稳定性。在MATLAB-Simulink中搭建了直流微网的仿真模型,在不同运行情况下进行仿真分析,仿真结果验证了所提电压分层控制策略的有效性。     

一种可与市电并联的分布式发电储能离网逆变器控制方法及应用

本文提出了一种新的储能型分布式发电离网逆变器控制方案:当市电正常时,可并网运行,供给负载运行所需的大部分能量;当市电不正常时,快速切换到离网运行,确保重要负荷的不间断供电。方案采用双向BUCK-BOOST电路实现小容量分布式光伏发电离网或并网运行,从而优化并降低户用型光伏发电储能系统的配置成本,提高动力电池的综合利用率。通过调节光伏储能离网逆变并联市电输出的相位和幅值,使市电提供负载大部分功率的同时,该逆变器的并网电流和市电之间只存在给定的相位差,从而有效提高系统运行的功率因数。     

基于三相四桥臂的双模式变流器控制策略研究

针对微网系统在离网模式下,给不平衡负荷供电之一问题,文中采用三相四桥臂作为双模式变流器拓扑,并设计了并网与离网双模式工作及并离网模式切换的控制策略,可解决离网模式下不平衡负载引起的电压不平衡问题。根据不同模式下三相四桥臂变流器的数学模型,采用电网电压定向的电感电流闭环控制策略实现并网模式运行,采用双同步旋转坐标系下的正负序电压控制以及零序电压的比例谐振控制策略实现离网模式运行。同时,采用一种控制模式的平滑切换方法来实现并网与离网两种模式的独立运行。最后,通过仿真对采用的双模式变流器控制策略进行了验证。仿真结果表明,采用的双模式控制策略在并网模式下可以准确跟踪功率指令,在离网模式下可有效抑制不平衡负载的扰动,实现输出电压平衡。在并离网切换过程中,该控制方法能够减小负载电压变化与输出电流的冲击,实现负载的不间断供电。     

基于储能变流器与快速故障隔离的不间断供电

此处围绕储能系统在配用电侧高可靠性供电应用技术开展研究,提出了一种基于SCR固态开关和储能变流器(PCS)并联构架的负荷不间断供电技术方案,给出了PCS在电网发生故障时的快速故障隔离控制,以及电网故障恢复后的快速同期并网控制策略,实现了对关键负荷的不间断供电。最后研制了一台额定功率为500 kW的PCS实物样机,对所提PCS快速故障隔离及并离网切换控制策略进行了实验验证。