微电网孤岛运行下的频率控制研究

频率控制是孤岛微电网稳定性控制的关键,其本质是功率的平衡和再分配。分析微电网不同分布式电源和负荷的频率特性,详细分析阐述了传统大电网与孤岛微电网频率控制的差异,并基于传统电网的三层调频方式提出了微电网孤岛运行下的频率分层控制方式,最后通过孤岛微电网下的频率调节试验系统来验证分析微电网主电源的频率调节特性。     

基于确定网络演算的孤岛微电网网络化频率控制策略

孤岛状态下的微电网频率稳定性易受到负荷与新能源不确定波动的影响,对具备连续功率调节能力的传统同步发电机组的调控能力提出更高的要求.此外,由于机组与微电网控制中心间的信息交互需要通过开放的通信网络,不确定延时问题同样会对频率稳定性造成不利影响.为此,提出一种网络化频率控制策略.基于确定网络演算理论,推导了传输延时上边界与...     

孤岛运行微电网的频率稳定性及储能控制方案设计

储能系统能为微电网提供快速能量缓冲,使微电网频率保持稳定。分析蓄电池储能主电路结构与运行状态,采用无锁相环技术计算储能功率控制器解耦时的相角值,在保证相角值精度的前提下,比用锁相环技术计算更为简单有效。设计基于无锁相环技术的功率控制器,提出基于微电网频率稳定的储能控制方案。仿真结果表明,储能控制方案对微电网孤岛运行时频率稳定性的改善作用优于传统控制方案。     

含异构微源孤岛微电网的瞬时有功功率分配问题研究

在含高比例可再生能源的孤岛微电网中,风、光、储等可再生能源和柴油发电机等传统能源分别通过并网逆变器和同步发电机接入网络.由于不同接入形式在物理结构和动态特性等方面存在显著差别,易导致孤岛微电网易出现微源间的瞬时功率分配失衡问题.部分并网逆变器在微电网发生功率陡增后易承担过多的瞬时功率,导致逆变器的过载和运行模式切换.因...     

应用于微电网光伏并网逆变器的孤岛检测

光伏发电系统以微源形式接入电网,是解决能源及分布式接入问题的一种很好的方式,而孤岛检测能力是关系微电网安全稳定运行的关键问题之一。通过分析几种传统的并网逆变器孤岛检测方法,提出一种基于小波分析的clark-park孤岛检测法,该方法检测快、精度高且克服了检测盲区及谐波污染问题,最后通过仿真对比验证了其有效性和优越性。     

基于强化学习的孤岛微电网多源协调频率控制方法

为了提升孤岛微电网频率抗干扰性,提出一种基于强化学习的孤岛微电网多源协调频率控制方法。针对微电网频率偏差进行Q学习,动态调节多个分布式电源的下垂控制参数以改变其输出功率,实现微电网内多源协调有功频率控制。首先,介绍了Q学习算法的基本原理;其次,提出基于Q学习的频率恢复控制方法,并设计基于Q学习算法的控制器,利用Q学习算法动态修正下垂参数,协调微电网多个分布式电源进行频率恢复控制;最后,利用MATLAB建立典型微电网仿真模型,并基于S-function自定义建立强化学习控制器,从Q学习训练过程、频率控制响应特性多个方面验证了所提方法的有效性和适应性。     

基于深度Q学习的含电动汽车孤岛微电网负荷频率控制策略

负荷频率控制对维持孤岛微电网的稳定运行有着至关重要的意义.针对微电网受到强随机扰动和网络拓扑参数改变时的频率控制问题,文章提出了基于深度Q学习(deep Q-learning,DQN)的含电动汽车孤岛微电网负荷频率控制策略.首先,建立了考虑用户充电行为随机性的集群电动汽车频率控制模型,从而搭建出包含光伏、风电、微型燃气...     

基于频率特征的微电网孤岛潮流计算

通过对微电网孤岛运行时潮流计算的特殊性分析,将传统牛顿拉夫逊法进行改进,特别针对频率进行计算,且不设置平衡节点,让多电源共同承担功率缺额。根据实际情况,考虑分布式电源和负荷的调节特性,进行潮流计算分析,所得分析结果具有一定参考价值。     

基于双重判据的微电网快速孤岛检测技术

为了实现微电网并网/孤岛模式的无缝切换,孤岛检测过程中的快速性、可靠性及微扰动性是至关重要的。根据微电网等值阻抗在孤岛前后突变的特性,构建了分压器电路,并通过并联谐振单元参数的优化设置,利用谐振单元端口电压包络线斜率突变和端口电压幅值变化进行孤岛检测双重判定,将孤岛状态的判定用时缩短到0.007 0 s以内的同时,极大提高了孤岛前后检测特征量的变化幅度。通过MATLAB/Simulink仿真计算验证了该双重判据应用于微电网孤岛检测的有效性。     

微电网孤岛运行时的频率控制策略

提出了一种基于同步发电机机电暂态数学模型的新型微电网逆变电源,即虚拟同步发电机。详细分析了将传统电力系统中集中式频率控制引入微电网的可行性。微电网孤岛运行时,将虚拟同步发电机分为非调频发电单元和调频发电单元,前者既能按照功率调度指令发电,又能参与一次调频,缓解扰动情况下系统频率的波动,后者提供微电网参考电压,并利用二次调频实现频率的无差控制。还指出了分散式频率控制存在的问题,并给出了集中式频率控制的基本结构。Matlab/Simulink的仿真结果表明了该控制策略的正确性和可行性。     

基于李雅普诺夫函数的微电网下并网逆变器的自适应控制

为了保证并网逆变器的全局稳定,改善系统的控制性能,提出了一种基于Lyapunov函数的并网逆变器自适应控制策略。该策略以系统状态变量(电感电流i1、并网电流ig、电容电压vc)误差构造Lyapunov函数V,将并网逆变器的控制器稳定性问题转化成求解李雅普诺夫函数V在平衡点(原点)的全局渐近稳定性问题,通过求解李雅普诺夫函数V的导函数得出控制规律;此外,对时变的电网阻抗进行在线辨识,根据电网阻抗实时优化控制器的输出,从而获得较好的控制效果。研究结果表明,所提控制策略能在电网阻抗变化的情况下保证系统的全局稳定,同时改善逆变器的控制性能。所提策略可为微电网下单相并网逆变器的自适应控制器设计提供参考。     

微电网双运行模式下分布式逆变器的控制策略

针对微电网中配备有储能环节的分布式逆变器,采用了一种新的控制策略,使其具有传统下垂特性的同时,还具有同步发电机转子惯性的特性,提高了频率的稳定性。该策略使得分布式逆变器在孤岛运行模式及并网运行模式下均工作于电压源模式,有利于无缝切换的实现,且并网运行模式下,分布式逆变器能按功率指令与电网进行能量交互。实验结果验证了该方案的可行性。     

带正反馈的有源频率偏移孤岛检测及盲区讨论

随着分布式发电的迅速发展,越来越多的可再生能源通过并网逆变器输送到电网.在电网发生故障时,及时准确地检测出孤岛效应,具有非常重要的意义.这里采用带正反馈的频率偏移法(AFDPF)检测孤岛效应的发生,并且对该方法的检测盲区进行了描述.最后给出了实验结果和对盲区的分析,结果表明,带正反馈的频率偏移法能有效检测出孤岛的发生.     

基于虚拟同步机的微电网频率稳定控制研究

大量电力电子设备接入下的微电网,由于缺少必要的惯性储备,将加剧系统因故障扰动、孤网运行等带来的频率不稳定问题。为解决该问题,可模拟传统同步机的运行特性,在逆变器控制中加入惯性和阻尼环节。根据上述思想,本文基于传统同步机摇摆方程,建立了虚拟同步机控制模型,分析了该控制策略下系统的动态特性,重点研究了不同阻尼系数下的虚拟同步控制器对系统频率稳定性的影响,并根据控制需求,提出了变阻尼系数控制的方法。通过Simulink仿真和硬件在环实验,验证了所提方法的正确性和可行性;最后,对比了传统PQ控制及下垂控制下系统的频率稳定性,显示了该控制方法的优越性。     

基于无功-频率下垂特性的无功扰动法在孤岛检测中的应用

孤岛检测是光伏并网研究的难点,特别在光伏并网逆变器输出与负载功率平衡时难以有效检测出孤岛,为此提出一种基于无功-频率下垂特性的无功扰动孤岛检测方法。该方法通过引入一个与负载无功-频率特性相关的线性函数作为无功扰动的输入量,打破功率平衡情况下发生孤岛时所存在的孤岛稳定运行点。再将实时检测到公共耦合点频率的偏差,引入到无功扰动的函数中形成正反馈回路,加速频率的偏移,使并网逆变器输出电压频率超出限定阈值,从而实现孤岛检测。仿真结果表明,该方法具有无检测盲区、响应快速、对电能质量影响小的特点。     

三相并网逆变器频率耦合机理分析及稳定性判定

并网逆变器中控制器dq轴结构或参数的不对称会导致系统在静止坐标系下存在两个扰动频率分量相互耦合,这一耦合因素会影响系统的稳定性。文中分析了系统中这两个扰动频率的耦合机理,分别得到了两个耦合频率下的逆变器等效导纳。利用这两个导纳,采用奈奎斯特判据判定了并网逆变器系统的稳定性,相比现有采用广义奈奎斯特判据的方法,稳定性判定过程简单,便于给出系统稳定裕量,指导逆变器控制器设计。实验验证了并网逆变器系统稳定性判定结果的正确性。     

滑动频率偏移法在光伏并网逆变器孤岛检测中的应用

孤岛检测是光伏并网逆变器必备的功能之一。孤岛检测技术决定孤岛检测性能。介绍了一种简单且易于实现的孤岛检测方法——滑动频率偏移(SMS)法,并将该方法成功应用到一台100 kW光伏并网逆变器中。孤岛性能检测试验结果表明,SMS法能够快速、准确地检测孤岛状态的发生。     

滑模频率偏移法的孤岛检测盲区分析

孤岛检测是光伏系统并网必备的功能,其性能的好坏不仅取决于所采用的孤岛检测策略,也取决于检测策略中参数的设置,不当的设置直接导致检测能力不足或给电网带来较大负面影响.本文对滑动频率偏移法孤岛检测方法的工作机理和电网失压后公共点电压的频率偏移轨迹进行分析,得到不同算法参数下孤岛检测的盲区分布,为合理设置、优选算法参数提供理论依据.     

适用于孤岛微电网的电压型虚拟同步发电机自适应惯性控制与频率恢复控制

孤岛微电网惯性水平低,频率稳定问题显著。基于此,提出了适用于孤岛微电网电压型虚拟同步发电机(voltage-controlled virtual synchronous generators,VSGs)的自适应惯性与频率恢复控制方法,用于孤岛微电网频率稳定性提升。在自适应惯性控制方面,利用转速偏差及其变化率刻画频率动态过程,分别构建其与虚拟惯性的关系;利用双曲正弦函数放大虚拟惯性对转速偏差及其变化率的灵敏度,提高控制的敏感性;引入sigmoid函数,限制虚拟惯性调节范围,抑制控制过程中VSG输出功率的振荡。在频率恢复控制方面,从有功功率供需平衡的角度出发,将频率恢复问题转化为全网有功再平衡问题;利用各台VSG的频率偏差及其变化率估计全网有功再平衡量,并按容量分配每台VSG承担的全网有功再平衡量,实现功率均分。通过不同情境对所提方法进行仿真测试,结果验证了其有效性。