模拟和数字混合控制在柴油发电机并网控制系统中的应用

介绍了模拟和数字混合控制的柴油发电机控制系统的基本构成,通过实际测量模拟控制并网系统功率均衡信号的电压,详细分析模拟和数字控制功率均衡信号的电压,以实现不同柴油发电机控制系统的并网运行.通过实际证明这种方法是可行的,也为石油钻机电控制系统的动力配置增容改造提供了新方法.     

柴油发电机组并联稳定运行的分析与仿真

在分析自动并车模型和柴油发电机功率振荡模型仿真结果的基础上,采用在自动并车模型中结合以角速度为采集量的PID控制方法,抑制不同类型船用柴油发电机在并联时所产生的功率交互振荡现象。Matlab计算仿真结果,验证了该方法的有效性,从而提高了柴油发电机组并联运行系统的稳定性。     

孤立微网多元储能与柴油发电机协调控制策略

为实现孤立微网的长期稳定运行,采用超级电容、蓄电池和柴油发电机组成多元互补系统协调分享差额功率。根据机组的不同特性,提出按优先级设计的双层能量管理协调策略,提升多元系统的整体性能;通过爬坡限制控制,设计基于当前超级电容荷电状态与差额功率实时波动程度的功率分配法;规范了蓄电池的出力,减少其承担频繁功率波动,同时可以确保超级电容能量优先级;柴油发电机根据蓄电池荷电状态配合协助蓄电池的运行,保证储能系统能量充足。算例结果表明,所述策略具有较好的优势,分配算法实时快速,便于实现工程应用。     

储能变换器并网运行模式切换控制研究

基于虚拟同步发电机(VSG)技术的储能变换器并网运行时,由于自身功率限制,容易出现电网频率波动时无法实现调频和恒功率控制,从而产生功率限额或功率偏差问题。在此提出一种适用于并网工况的虚拟同步储能变换器的恒功率控制及其运行模式切换策略。该控制策略使得储能变换器具备惯性和阻尼特性,且能实现无锁相环自同步并网恒功率运行。因此,该控制及模式切换策略对解决多储能变换器并网运行时系统频率扰动产生的动态环流和功率振荡问题具有参考意义。通过仿真和实验结果验证,所提控制及模式切换策略对于储能变换器的友好并网运行实用有效。     

双馈感应发电机准同期并网技术的研究

作为主流风力发电技术,双馈感应发电机具有变速恒频运行,优越的暂、稳态运行性能及相对较小的励磁容量等特点.随着风电机组单机容量的增大,其并网问题越来越受到人们的重视.结合双馈感应发电机并网运行的特点,模拟传统同步发电机准同期并网方法,对现有基于矢量控制的双馈感应风力发电机功率控制策略进行了适当修改.新方法在实现发电机组快速、安全并入电网的同时,简化了控制器的硬件和软件复杂性.为验证改进的准同期并网控制原理的正确性,建立了双馈感应风力发电系统MW级仿真模型及15 kW试验机组.仿真与试验研究验证了准同期并网技术的正确性和町行性,从而为该技术的工程实际运用奠定了相应的理论基础.     

对谐波励磁发电机组并联运行的一些看法

通过对同类型、同容量谐波励磁发电机的并联运行试验,我们认为谐波励磁发电机是可以并联使用的。实践证明:用手动准同期并车准确可靠,简便易行,多次合闸从未发生过异常现象。机组问能够实现功率转移。下面就并网时几个值得注意的问题,谈谈我们的看法。     

船岸一体化系统中岸电无缝接人与功率优化方法

针对船舶岸电一体化系统岸电接入时,船岸两侧电力系统的差异以及船舶负荷无缝切换的需求,提出了基于并网过程多时段划分的船舶岸电并网功率波动平抑策略,对合闸前、合闸时、合闸后、柴油发电机退出运行时间段分别提出针对性的控制策略,并结合综合能量管理系统(IEMS)的协同管理条件抑制在并网及负荷转供过程中出现的功率波动值,保护船岸两侧配、用电设备。仿真结果表明,所提策略能够实现岸船两侧电力系统的跟踪控制,并在保证负荷不间断供电的前提下完成变频电源分时段控制模式之间的平滑切换,达到了并网功率波动平抑的目的。     

微源逆变器多模式运行协调控制策略研究

针对微源逆变器运行过程中存在的无缝切换及负荷功率分配问题,提出一种新的协调控制策略。该策略由直接电压内环、虚拟阻抗环和功率外环构成,其中直接电压内环采用自适应三阶滑模控制,将逆变器始终控制为电压源,避免运行模式变化时内环控制策略的切换,同时提高逆变器的动态性能和抗干扰性能;在分析逆变器闭环等效阻抗及其对功率分配影响机理的基础上,针对不同功率等级逆变器设计虚拟阻抗系数,使其输出阻抗呈阻性并满足功率分配的要求;最后利用下垂特性分别设计功率外环,从而实现并网运行时基于下垂控制的间接恒功率控制和离网运行时的无线对等控制。仿真和实验结果验证了控制策略的有效性。     

双馈风力发电机空载并网运行控制建模与仿真研究

针对双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)空载运行和并网运行特点,采用一种"空载—并网"两阶段控制的方案,从而实现"空载"和"并网"2个工作状态的平滑转移。基于Matlab/Simulink平台,分别搭建了双馈风力发电机空载运行和并网运行的模型,给出了基于定子磁场定向矢量控制技术的空载和并网运行控制的详细仿真模型和具体参数,为研究双馈风力发电机并网控制技术提供重要的基础信息和平台。提出了一套较为完整的双馈风力发电机空载并网的仿真实验方案,通过该实验方案,可得到较为全面反映控制策略性能的实验结果,依据此可对并网控制策略的性能进行检验。最后,通过空载运行、并网瞬间的过渡过程以及并网后的最大功率追踪(maximum power point tracking,MPPT)等仿真结果验证了本文所提控制方案以及建立的仿真模型的有效性。     

直驱风机惯量支撑与一次调频协调控制策略

在风力发电机传统最大功率跟踪控制的基础上,增加惯量支撑和一次调频功能,可以使风机表现出并网友好型特点.合理设计调频功能的供能方式至关重要,并且不同功能间的协调控制是技术难点.该文针对单台并网直驱风机,在全风速工况下,提出一种惯量支撑与一次调频协调控制策略,通过采用附加功率给定控制,利用风机机械动能实现虚拟惯量支撑,在背靠背变流器直流母线侧配置储能,并结合变功率跟踪控制实现一次调频功能.该策略通过多种能量形式的互补配合,不仅能降低储能配置容量,还可解决频率的二次跌落问题,并避免常规减载预留备用带来的电能浪费、调节裕度不足等问题,从而整体提升风机控制性能和调频经济性.根据相关行业标准,设计了协调策略的逻辑控制原则,以实现电网频率发生波动后不同调频方式间的平滑切换.最终通过搭建四机两区域仿真系统验证了该策略的优良特性.     

微网系统稳定运行及模式平滑切换研究

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电压幅值、频率的稳定。并网时采用基于双二阶广义积分器及锁频环的电压同步策略,使微网的电压幅值、相角快速向主网同步,从而平滑并网。解列时设计了功率同步策略,通过降低微网与主网间的交互功率,抑制切换时的功率冲击。仿真结果表明,所提控制策略能够保证微网系统的稳定运行,同时在过渡模式下,减小网络冲击,稳定系统频率,实现模式平滑切换。     

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。因此,该文将分析导致微源间瞬时功率分配失衡的具体成因,得到系统参数、物理结构和机组容量等因素对于瞬时功率分配的影响。之后,提出改进型控制策略和参数设计方法,改善微源间的在暂态过程的负载分配效果。基于Matlab/Simulink的数值仿真和RT-Lab控制在环实验,验证了该文的分析结论和控制策略的有效性。     

微电网改进负荷功率分配策略与并网稳定性分析

由于低压微电网孤岛运行受线路阻抗特性等因素的影响,采用传统下垂控制无法按分布式电源(DG)单元容量合理分配功率,且孤岛微电网的电压和频率与大电网不同,并网前需进行同步控制。在分析并联逆变器功率分配机理的基础上,提出了改进的负荷功率分配控制策略。重新设计了Q-U下垂控制环,增加无功误差积分修正项,优化了微电网内部的功率分配。对微电网进行了并网同步控制,并建立了控制系统小信号模型,对改进负荷功率分配策略与并网同步控制的系统稳定性进行了分析。仿真结果表明采用所提控制策略后,无功功率可被合理分配,并网暂态过程平滑稳定。     

光柴储微电网系统建模及运行特性分析*

光柴储微电网作为一种既可并网运行又可孤岛运行的多能源互补电力系统,其运行特性受光伏发电出力波动、负荷扰动、切换时的暂态冲击等因素的影响较大。搭建了一个包含光柴储三种能源结构的微电网系统,基于不同发电单元的输出功率特性,对光伏发电单元、柴油发电机单元、储能系统分别采取MPPT控制、下垂控制、PQ控制方式,对系统由并网转孤岛、孤岛下负载突变两种运行模式进行了仿真验证。仿真结果表明,光伏发电单元参与动态功率调节能有效减小运行模式突变情况下的频率波动,提高系统的稳定性,改善系统的电能质量;该系统能最大限度利用光伏发电生产的电能,减少对柴油发电机的使用,有助于保护生态环境。     

5MW储能虚拟同步发电机孤岛启动与同期控制技术

储能虚拟同步发电机既要实现并网和离网工况下的良好运行,又要实现同期并网的无缝切换。通过对传统逆变器多模块并联孤岛运行控制策略分析比较改进,提出一种基于虚拟同步机技术的孤岛并联启动控制策略。该孤岛并联启动控制策略引入同步发电机电气方程、下垂控制和虚拟阻抗分量,通过控制电压环输出电压调节量、系统反馈电压和虚拟阻抗分量计算出系统参考电流。同期控制通过对电网并网点两侧电网角度、幅值和频率的检测调节使并网时刻电压幅值、角度和频率满足误差范围要求,最终实现电压电流平滑过渡,孤岛到并网的无缝切换。最后,建立4机并联5 MW储能虚拟同步发电机并联仿真RTDS模型,利用RTDS仿真验证算法的有效性。     

柴油发电机组的负荷均衡控制解析方法

本文介绍了不同型号柴油机发电机负荷均衡系统的一种控制方法,选取若干个柴油发电机组,各柴油发电机的容量、执行机构互不相同,且每一柴油发电机组设有控制器模块、电压调节器模块、负荷分配模块.该方法可让电网负荷分配控制快速稳定,在突加或突减载的过程中有功和无功仍然能均衡分配负荷,性能稳定运行可靠,并网快速准确.     

直流微电网并网运行协调控制策略研究

为实现直流微电网简洁、高效、灵活的控制,提出了并网运行模式下的直流微电网协调控制策略.通过合理设置各变换器的分段电压阈值,控制分布式发电单元、储能单元以及并网变换器的优先级,使其运行在最大功率状态或下垂控制状态.对于同一个电压等级下的多个变换器通过下垂控制实现功率分配和电压控制.双向AC/DC并网变换器采用双闭环的PWM矢量解耦控制实现与大电网间的功率动态平衡.仿真结果证明了该策略的可行性和有效性.     

考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置

针对低碳背景下并网型微电网的优化配置问题,提出了一种考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置方法。通过在规划模型中引入阶梯碳交易机制,降低微电网的碳排放;以可再生能源发电功率与负荷功率的差值绝对值之和最小为目标,利用负荷需求响应引导用户改变用能策略,促进可再生能源消纳,减少储能配置容量,进一步降低微电网的碳排放和经济成本;建立包含风力发电机、光伏阵列、柴油发电机、电解槽、储氢罐、燃料电池的并网型微电网的双层优化配置模型,上层模型以微电网等年值综合成本最小为优化目标,下层模型以微电网年运行成本和年碳交易成本之和最小为优化目标;采用遗传算法与混合整数线性规划相结合的方法对双层优化配置模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性,能够为含氢储能的并网型微电网的容量配置提供参考。     

基于2层协调调度的风光储柴优化配置研究

针对风光储柴微网系统中蓄电池放电深度过大的问题,采用了2层协调调度策略。在第1层柴油发电机与混合储能的协调中,在蓄电池荷电状态达到下限之前,预先启动柴油发电机参与平衡调节;在第2层混合储能的功率分配中,基于蓄电池和超级电容器的动态特性进行功率协调分配。根据上述协调调度策略,建立了风光储柴系统的优化配置模型,采用改进的遗传算法寻求最优配置方案。通过具体算例,验证了所采用的协调调度策略的正确性和有效性。     

同步发电机非同期并网引起强迫功率振荡分析

对发电机非同期并网引起强迫功率振荡的机理及其特性进行了分析.通过对非同期并网的滑差分析、发电机转矩分析,结合强迫功率振荡理论,提出在发电机非同期并网过程中产生的2种低频模式下的谐波转矩可能激发系统的强迫功率振荡,即双滑差激发.通过仿真和电网的实际案例分析,进一步论证了上述理论分析的正确性.