基于下垂特性的微电网协调控制策略研究

微电网技术有助于解决分布式电源大规模接入电网的问题,同时增强用户供电的可靠性,而微网内各微源间的协调控制是微网研究的重点。文章分析了微网中电力电子接口的微源常用控制方法和协调控制结构,基于下垂控制特性提出了微网各微源的协调控制策略;利用互联反馈系统BIBO稳定判据小增益定理,分析了下垂系数对系统稳定性的影响,为下垂系数设计提供了依据,最后对提出的下垂系数设计依据在Matlab/Simulink中进行了仿真验证。     

新型主从控制微电网运行控制策略研究

文章结合传统主从控制与对等控制的优点,提出了一种新型主从控制微电网协调控制策略,即把多个采用改进型下垂控制的分布式电源作为主控单元,其余分布式电源采用PQ控制作为从属单元。在对微电网结构以及微电源变流器控制策略进行理论分析的基础上,建立了新型主从控制微电网系统模型。设计并离网切换、负荷突增以及主控微电源发生故障工况时,对微电网系统的主要参数和运行特性进行深入分析。仿真结果表明,新型主从控制微电网协调控制策略可以满足不同工况下的系统运行需要,实现功率自动调节和系统频率电压恢复,具有较好的适应性和稳定性。     

风光储互补微网系统集成技术的研究与设计

为提高微电网的运行效率,从系统层面统一协调控制各分布式电源及负荷,提出了基于风光储互补的微网系统的集成技术。介绍了基于风光储互补的微网系统方案,提出了微网运行模式和微网离网、并网以及离并网切换的协调控制策略,设计了基于DSP 28335芯片的能量协调控制器,实现了风光储微网系统控制管理功能的集成。工程实践验证了该设计方案的有效性。     

并网型直流微电网协调控制策略

大量的电力电子装置接入直流微电网中,降低了系统的惯性,因此需要设计微网内功率的控制策略,以保证母线电压不发生严重波动甚至崩溃。提出了一种基于光伏、储能、联网单元的并网式直流微电网协调控制策略。以母线的简化电路为基础,分析了直流母线电压与功率平衡的关系;划分系统的4种工作模式和运行状态,据此对母线电压进行分层,并设计了基于对等控制策略的联网变流器、储能单元和光伏控制方案。仿真结果表明,该控制策略能够在微电网内出现功率不平衡时,将母线电压波动控制在额定电压的±10%以内,且下垂控制使相关设备具有即插即用的功能,实现了设备层和系统层在无通信条件下的协调配合。     

基于有色Petri网的微电网被动式孤网控制方法研究

针对微电网发生被动式孤网事件后,进行并网模式转换为孤网模式的过程中的网架重构控制方法研究。利用有色Pe试网的方法,结合Multi—Agent微源协作模型构建微电网模式控制器,弥补了运用传统方法下微电网架重构时间长的缺点。在Muhi—Agent有色Petri网的基础上引入Petri网元件状态事件表,从而大大提高了重构的效率和加强了重构过程中的监控。利用IEEE16结合微电网的改进模型进行仿真验证,验证了基于Multi—Agent和有色Petri网模型的微电网模式转换控制方法,完全适用于微电网的被动式孤网转换中的经济型重构过程。     

Overview on multi-microgrid technologies

随着分布式风电、光伏间歇性电源在中低压配电网中渗透率的提高,多个微电网可能共存于一个区域配电网,包含各微网间能量互济与协调控制的微网群技术开始引起广泛的关注。文中基于微电网技术及多微电网技术在相关领域的研究基础对微网群从典型特征及拓扑结构、数学描述、微网群能量管理及优化调度方法、微网群运行控制结构及对外控制方式、微网群多组态运行模式及对内控制策略等关键问题及研究现状进行了分析阐述。最后结合我国未来智能电网的建设规划,对微网群技术应用前景进行了展望。     

光储交直流混合微电网协调控制策略及试验设计

针对光伏发电输出功率的随机性和波动性,提出一种适用于光储交直流混合微电网协调控制策略,搭建了光储混合微电网实验平台,完成了硬件电路器件选型和主电路设计,并基于dSPACE1006设计了控制软件,进行了并网模式和孤岛模式下的变载试验。结果表明,所提出的光储微电网协调控制策略可以有效的平滑光伏系统的输出功率,维持交直流母线电压稳定,保证微电网在并网模式和孤网模式下稳定运行。     

直流微电网微电源接口分析与控制策略设计

多数分布式电源发出的电能需要通过整流逆变后接入交流微电网,增加了电力电子器件的使用,降低了能量转换效率。介绍了更适合直流微电源和高频交流微电源接入的直流微电网拓扑结构,分析了交流微电源、直流微电源、储能装置与直流微电网间的电力电子接口,设计了以上接口的控制器,提出了整个直流微电网的控制策略。在Matlab／Simulink中建立上述直流微电网仿真模型,仿真结果表明,所建立的电力电子接口的正确性和所提出的控制策略的有效性。     

基于实时功率判别的直流微电网协调控制策略研究

基于含光伏阵列和混合储能系统的直流微电网系统,提出了一种基于实时功率判别的直流微电网协调控制策略。该控制策略以光伏阵列输出和负荷消耗的功率差为基准,结合混合储能SOC状态,自动调节混合储能充放电方向、功率、直流微网工作模式。系统工作模式的切换由系统实时功率信号决定,提高了微网系统运行的可靠性。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。     

基于多个松弛终端的直流母线电压分层控制策略研究

独立运行的多微源直流微电网,因其抗扰动能力弱,需要制定合理的能量管理控制策略来平衡微源间的功率流动,实现直流微电网的稳定运行。采用基于多个松弛终端的直流母线电压分层控制策略实现直流微电网的协调控制,当直流微电网中光伏发电功率或者负载发生变化时,通过松弛终端来维持直流母线电压稳定。根据电压分层控制策略,文章所研究的微网组网中松弛终端是超级电容、蓄电池和燃料电池,分别采用双闭环电流电压控制、基于电压的下垂控制和恒压控制实现孤岛模式下分布式发电系统和混合储能系统间的功率平衡。其中光伏发电根据需要可以作为松弛终端,也可以作为功率终端。通过仿真分析研究,验证了该控制策略的良好效果。     

计及限流—储能协调控制的高渗透率微电网故障穿越能力探讨

高渗透微电网在短路故障时的应对机制及暂态性能将对配电网的运行产生重要影响,确保故障下微电网与配电网的安全可靠运行具有极强的理论和现实意义。解析了不同故障位置下微电网的应对处理机制,并提出了一种结合故障限流器与储能装置的协调控制理念,以期使高渗透微电网在无需孤岛运行时实现故障穿越,在应转为孤岛运行时实现平稳过渡。在此基础上,针对国内外的相关研究现状开展了概述及分析,并以某微电网系统范例为具体对象,验证了限流-储能协调控制在强化微电网暂态性能的有效性和可行性。     

Microgrid technology for low voltage distribution transformer station area

大规模分布式电源、储能和电动汽车等电力电子装置分散接入配电网,致使出现用户侧供电电压频繁双向越限、台区潮流倒送、谐波超标等问题,给配电网供电电能质量、运行经济性和供电可靠性造成了重大影响;本文结合配电网台区实际建设情况,提出了一种面向低压配变台区的新型微电网配置方法,并系统阐述了面向低压配变台区的微电网技术架构、功能架构和控制目标,建立了基于台区微电网两阶段协调控制模型,通过微电网协调控制与优化调度,实现分布式电源优化并网和高效发电。采用典型台区微电网进行了仿真计算,验证了方法和模型的有效性。     

基于Android的户用微网EMS客户端软件

户用微网EMS（能量管理系统）主要是针对小型的、单用户的微电网系统。结合户用微网的特性,软件主要监控分布式电源、负载和储能单元的实时运行数据,综合分析各单元发用电数据,同时协调与控制各单元的工作。采用基于集操作系统、中间件和关键应用为一体的Android系统所设计的智能手机软件平台,改变了传统的微网EMS基于B／S结构设计,采用标准的JavaEE平台进行开发的特点,克服了必须有独立的PC机来支持运行和访问的弊端。建立了户用微网能量管理系统客户端软件的基础功能模型。总结了便携式终端设备可随时方便灵活地进行数据访问和远程控制的特点,提出了智能户用微网业务管理的新方法和建议。     

基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网协调控制方法研究

PQ控制、下垂控制与交流微网中光伏发电、风力发电等微电源之间存在协调性差问题,该文通过采用交流微网的直流电压控制策略,可使直流电压控制与光伏发电、风力发电之间的配合与协调更好,但当采用直流电压控制时,光伏发电、风力发电微电源的恒压控制策略就无法实现,为此改进恒压控制策略,提出基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网的协调控制策略。Matlab/Simulink仿真结果验证了该文所提控制策略的有效性和可行性。     

考虑光热电站参与的新能源热电联供型微网运行优化

针对传统热电联供型微网运行存在的问题,文章引入光热电站,并结合风力发电、光伏发电、电加热器、储能系统构成热电联供型微网,提出了一种计及微网运行成本的新能源热电联供型微网运行优化策略。该优化策略综合考虑与外部电网交互成本、各设备维护成本、储能老化成本及热电功率平衡约束等因素,建立了热电联供型微网运行优化模型,并采用YALMIP工具箱进行求解。结果表明:该模型运行成本降低了6.2%,电加热器配合光热电站可以提高微网的运行灵活性,实现电-热能量的双向流动,光热电站在一定范围内增大了发电规模,可有效降低微网运行成本。     

孤岛式风光柴蓄智能微网系统的研制

为解决海岛地区用电难问题,基于微网技术,利用太阳能、风能、柴油机、蓄电池等研制开发出一套智能微电网系统。以单片机为核心进行了系统方案设计和硬件电路设计,并基于能量调度策略设计了系统运行控制程序。样机系统集成并进行了负载投切试验、稳定性试验和超负荷试验,现已投入试运行。结果表明,该微电网系统工作状况良好,整体性能稳定可靠,智能控制功能满足实际要求。     

复合储能在微网中的应用研究

微网是接纳分布式能源的有效方式之一,储能技术应用于微网可以改善电能质量、控制功率平衡、提高运行稳定性以及优化能量管理等。复合储能系统将功率型和能量型储能元件有机结合,兼具两类储能元件的优点,可以有效发挥储能技术在微网运行控制中的作用。从复合储能在微网中的应用模式、控制策略以及优化配置三个方面研究其在微网中的应用情况。首先根据储能元件在系统中连接方式的不同,分析集中式与分布式复合储能的应用模式和适用场合;然后基于储能单元改善微网运行特性的控制方法,分析复合储能系统中各储能元件的协调控制以提高系统动态响应特性和运行经济性;最后分析复合储能在微网中的优化配置问题,结合复合储能在微网中的运行控制提出其优化配置建议。     

分布式光伏发电与冷热源耦合系统探讨

提出并探讨了一种分布式光伏发电与建筑冷热源相耦合的系统[1-2]。该系统是一种具有良好节能效果的微电网系统,其通过分布式光伏电源来驱动建筑冷热源设备,充分利用了太阳能这种可再生能源,不仅保证了城市电网的稳定性和安全性,缓解了城市电网的用电压力,同时也降低了CO2排放量。通过该系统的研究和应用,将进一步提高光伏建筑一体化的程度。     

Coordinated control strategy of flywheel energy storage array for micro-grid

本文研究了并联到同一直流母线的飞轮储能阵列协调控制策略,对经典的3种功率控制策略下的荷电状态（SOC）变化率进行了推导和分析,提出改进系数的下垂控制策略,同时针对微网电压低、阻抗小引起的静态误差控制问题,采取引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制策略进行补偿,从而改善了系统功率分配精度。最后建立了含风电场的微电网模型,仿真验证上述控制策略的有效性。     

建筑集成微电网储能配置与控制方法研究进展

与建筑集成的微电网,能最大程度消纳分布式发电源能量,同时解决分布式发电源直接接入配电网所带来的功率波动性及电能质量问题。本文基于分布式电源类型、储能类型和用户经济,阐述建筑微电网在储能配置与控制方法的研究进展。展望建筑集成微电网的未来重点研究方向。