光伏微网系统的混合逻辑动态建模

将混杂系统理论及混合逻辑动态(MLD)模型的建模方法引入到光伏微网的研究中。光伏微网在运行过程中存在储能单元充电和放电这两个连续状态,而这两个状态的切换又属于离散事件,因此可以看作一个混杂系统。分析了光伏微网系统的混杂特性,根据系统能量平衡原理及状态转换关系,建立了其MLD模型。仿真及试验分析验证了所建模型的正确性和有效性。     

考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑方法

微网与电网并网后,其内部的可再生能源出力波动会对电网造成损害,需要配置储能装置平抑可再生能源出力的波动。作为温控负荷的一种,空调负荷具备一定的热存储能力,可将其视为储能装置。考虑利用空调负荷的储能特性,建立考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑模型。该模型引入不平衡电价对波动进行处罚,在满足用户热舒适度的前提下,通过合理安排空调的启停,平抑微网联络线上的功率波动。以联络线功率购买成本、联络线功率不平衡结算成本、空调用户激励成本等微网综合运行成本最小为目标。对联络线功率波动平抑效果进行了算例仿真,结果验证了所提模型的有效性。     

考虑状态差异性聚类的空调负荷直接负荷控制动态优化方法

计及了分散式空调负荷参与调控初始状态的不确定性及参数差异性,提出了适用于大量分散式空调负荷的聚类分组方法及直接负荷控制(DLC)分组轮控动态优化方法。在聚类分组过程中,以空调负荷可调控潜力为聚类目标,在保证DLC可操作空间的基础上充分发挥空调负荷的调控潜力。在DLC分组轮控动态优化过程中,通过合理选择优化周期,修正模型误差与温度预测带来的调控误差,使得空调负荷出力与调度计划更加吻合,同时保证了用户的舒适度需求。仿真算例验证了所提方法充分发挥分散式空调负荷调控潜力的良好效果。     

参与调峰控制的空调负荷建模仿真研究

调控空调负荷参与电网削峰填谷对于维持系统稳定运行、减少发电机备用容量提高效率,从而增大电网运行效益具有巨大潜力。基于家用分散式空调的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下搭建了简化空调房调温模型,以该模型为基础依次探究了定/变频空调调温、增大变频区间调温的特性。考虑空调的工作特性,提出了一种对空调控制系统进行简单改造,使其自适应电网预测负荷大小进行互补运行的策略。最后开展基于RT-LAB实时仿真平台的模型仿真测试与试验,验证了仿真模型的正确性以及控制策略促进空调负荷参与调峰控制的有效性。     

基于冲击负荷注入的电力系统混合动态仿真方法

混合动态仿真是实现电力系统动态仿真验证的重要方法。提出的混合动态仿真方法将包含恒定功率与冲击功率的实测数据直接注入仿真子系统,实现子系统间解耦。该方法避免了对外部系统动态等值可能引入的仿真误差,依托商用软件PSASP提供的负荷模型及固有的冲击扰动模块,简单易实现,避免了采用用户程序接口/自定义接口（UPI/UD）语言编写接口程序,实用性较强。以IEEE 10机39节点测试系统和某省级电网算例,验证了该方法的有效性。     

空调负荷群分组控制方法

针对现有空调群负荷控制难以在兼顾降载效果和舒适度的条件下有效减少分组数、简化控制策略的问题,提出一种聚类分组及错峰控制方法。首先,以温变指数和特征温差为特征属性对受控端聚类分组;随后引入准备时间的概念,以分钟级空调总负荷峰值最小化为目标,优化聚合体分批进入受控期的错峰运行方案,由此尽可能保持降载期受控端状态的多样性、避免负荷波动。算例分析了所提出方法的特性和降载量调节机理,并从降载量调节特性、舒适度、负荷波形等方面将其与现有分组控制方法对比。结果表明:聚类分组及错峰控制方法通过错开聚合体进入受控状态的时间,能在较小分组数下实现迅速降载,并可较好地兼顾降载和舒适度两方面的要求。     

采用居民温控负荷控制的微网联络线功率波动平滑方法

风、光等可再生能源的输出具有间歇性、随机性等特点,会对电网造成不利影响。目前大多利用高成本的电储能系统抑制可再生能源功率波动,因此提出一种利用居民温控负荷控制技术的微网联络线功率平滑算法。采用简化1阶等值热力学参数(equivalent thermal parameter,ETP)模型来描述热泵热力学动态,在通信系统双向可靠的前提下,该功率平滑算法采用状态队列(state-queueing,SQ)模型控制热泵负荷开关状态。在社区级并网微网中,对1000个家用电热泵设备进行仿真控制,结果表明热泵响应可以有效跟随平滑目标;通过对可再生能源渗透率、外部环境温度、热泵工作温度上下界等因素的灵敏度分析,可以看出不同因素对控制结果的影响。该方法为广义储能系统在微网中的应用提供了新的技术途径。     

DC/DC变换器混合逻辑动态建模与约束优化控制策略

针对电力电子电路DC/DC(直流-直流)变换器同时存在着连续动态和离散切换两种不同类型的的混杂特性,引入N步建模方法,推导出DC/DC变换器的混合逻辑动态模型,用来描述变换器的动态特性、切换规律和系统中的约束关系。在此基础上,考虑控制输入约束和系统状态约束,应用混合整数模型预测控制方法,建立以脉冲宽度调制(PWM)为控制方式的DC/DC变换器状态反馈最优控制系统。数值仿真结果表明:DC/DC变换器基于混合逻辑动态建模的可行性,及在此基础上设计的优化控制系统具有良好的动态特性,并能满足系统的约束限制。     

集群空调负荷双层动态优化调度决策方法

为了解决常规空调调度中切除负荷带来的电网运行稳定问题,在集群空调的调度中考虑空间上的优化组合,提出一种考虑网损和调度偏差最小的自上而下双层优化动态调度决策方法。在空调的聚类建模中,研究空调参数和运行状态的差异性,分析并验证聚类中的误差约束值和分组数对调度准确性的影响;在双层优化调度中,通过最优潮流计算合理地分配空间上调度的容量,有效减小网损与电压越限的可能性;结合动态调度,提高调度的准确性,保证用户的舒适性。IEEE 33节点配电网算例结果验证了所提算法的可行性和准确性。     

信息物理融合的负荷型虚拟电厂聚合方法

基于信息物理系统思想,提出一种面向大规模、多样性柔性负荷的虚拟电厂聚合方法。首先,针对单个负荷建立设备级信息物理融合系统模型,建立基于满意度的统一物理动态模型和统一投标策略,在保证用电满意度、保护用户隐私和设备安全的前提下实现设备的自治控制;然后,提出基于市场均衡机制的大规模柔性负荷协调策略,在集群内实现等满意度的公平控制,并有效降低通信带宽和控制复杂度;接着,提出虚拟电厂的系统聚合方法,从物理动态和需求特性等两方面实现多级融合;最后,通过含分布式储能、电动汽车、空调等柔性负荷的虚拟电厂算例,详细验证了本文提出方法的有效性。     

基于多智能体系统的微电网联络线潮流精确控制

针对多能流互补耦合的动态特性差异、多元用户互动与高渗透率可再生能源强不确定性等新特点,提出一种基于多智能体系统的微电网联络线潮流精确控制策略,确立多级控制目标,以实现多主体互动及分布式能源协调运行。在考虑市场电价、燃料消耗、污染排放和运行维护等因素的基础上,构建微电网系统多目标优化调度模型,协调不同控制响应速率的分布式能源。基于多智能体系统构建稀疏通信网络,通过一致性算法迭代得出系统的平均电压和频率信息,通过优化下垂控制的参考电压和频率,实现联络线潮流的精确控制。另外,仅通过邻接智能体之间通信,克服了集中式控制通信时间较长的问题。     

基于模糊理论的并网型含光伏微电网功率控制

微网中风、光等可再生能源在接入电网后,其随机性和波动性等特点会对电网产生不利影响,为此提出一种基于模糊理论的利用分布式发电系统出力来平滑微电网与电网间联络线功率的控制方法。以光伏与柴油机组成的系统为例,建立了控制理论模型,利用光照强度以及联络线功率差作为模糊运算的输入量,经过模糊建模过程,输出一个对光伏逆变器进行有功控制的PWM控制波形,从而控制输向负荷的光伏系统出力。仿真结果表明联络线上的交换功率得到了有效抑制,同时意味着储能设备的使用有所减少,保证了能源的利用效率,在与电网互联时能够保证将对大电网的功率冲击控制在较小的范围内。     

适用于含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略

基于下垂机制的含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略的控制层级较多,层级间时间尺度相差较大,导致其暂态响应较差,应对本地负荷波动或下垂系数调整等扰动的能力不强.针对以上问题,提出了一种新型的含多并联逆变器微电网联络线功率分层控制策略.一层分散控制采用电压滤波跟踪误差的方法对系统公共耦合点(Point of Common...     

光储微电网联络线功率控制策略的仿真研究

在低压并网运行的小容量光伏发电系统的基础上增加锂电池储能装置,结合本地负荷形成光储微电网。光伏发电逆变单元采用V_dc/Q控制,储能装置通过双向变流器连接至400 V母线,并网运行时采用PQ控制,其有功功率基准值由联络线功率控制模块调节。通过对微电网并网运行模式下负荷突变时的运行特性分析,验证了微电网联络线功率控制策略的正确性和有效性。     

平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法

为了抑制高可再生能源渗透率并网微电网联络线功率波动对电网的不利影响,提出了用于控制微电网联络线功率输出的储能系统容量优化确定方法。在已知微电网可再生能源功率输出、负荷、可控电源额定功率及联络线功率控制目标的前提下,基于微电网平滑联络线功率所需可控功率输出的频谱分析结果,可优化选取满足联络线功率控制目标、微电网内部设备输出功率限制、储能系统效率及荷电状态运行约束的储能系统功率及容量。算例验证了所提方法的有效性。     

虚假数据注入攻击下的微电网分布式协同控制

交流微电网信息物理系统(CPS)是有源配电网的重要组成部分.由于信息技术和电力技术的深度融合,微电网CPS很容易受到虚假数据注入(FDI)攻击,导致控制目标无法实现,扰乱系统的正常运行.文中在分析了注入量为常值的FDI攻击对微电网分布式协同控制的不利影响的基础上,提出了一种抵御FDI攻击的微电网分布式协同控制算法.该算...     

信息系统对微电网能量调度经济性的影响量化方法

信息系统的失效将会影响微电网能量调度策略的运行经济性,为此提出量化信息系统对微电网能量调度策略经济性影响的分析方法,用于提升信息系统的可靠性。该方法通过研究微电网能量调度机理建立对应的信息系统模型,并结合物理系统拓扑模拟信息物理融合环境下能量调度策略的运行过程。以微电网交互成本和电动汽车用户成本为分析指标,基于模拟的运行过程,该方法能够计算微电网在考虑信息系统失效后的实际经济效益,并通过对模型参数、信息元件及拓扑结构的灵敏度分析有效识别和改善信息系统的薄弱环节。     

风光储微电网并网联络线功率控制策略

主动配电网环境下,将发电具有间歇性和随机性特点的小风电、光伏发电与蓄电池组成微电网,协调控制其内的多个可再生发电单元使其成为发电功率分时恒定的发电单元或者负荷,既方便配电网对微电网群的调度和管理,又能促进分布式可再生能源的安全消纳。在综合考虑风光储微电网风速曲线和光照条件瞬时变化且储能容量配置较小等实际情况下,提出一种分层协调控制策略。首先根据每时段风速及光照强度预测信息给出了联络线分时交换功率的计算方法,上层中心控制器将该联络线交换功率参考值与上级主动配电网调度中心通信,制定分时联络线交换功率。上层中心控制器并依据此分时功率需求实现系统运行模式的选择及切换以及底层控制器的选择和管理。该分层控制策略实现了运行状态的无缝转换,保证了风光储微电网按照联络线交换功率需求输出,即联络线功率分时恒定。当微电网内风电和光伏输出的瞬时功率之和与联络线交换功率需求相差较大时,微电网内可能会出现部分弃风弃光。该文建立了风光储微电网仿真系统,仿真结果验证了所提策略的正确性与有效性。     

Priority-based Energy Management Technique for Integration of Solar PV,Battery, and Fuel Cell Systems in an Autonomous DC Microgrid

Recent times have witnessed a significant positive trend in adoption of renewable energy sources and DC-based loads, which questions the efficiency and reliability of existing structure of electrical power system. DC microgrids are identified as potential solutions for addressing India's and other developing nations' rural electrification. This paper presents an energy management technique for isolated DC microgrids for academic readers, as well as provides an introduction to not-familiarized readers for understanding the common design challenges for implementing off-grid power systems. The principle of the proposed technique is based on law of energy conservation defined by the energy balance equation and is implemented by synthesizing the instantaneous current reference and hysteresis control with source priority, which was validated by rigors simulation studies in Matlab/Simulink. Furthermore, in order to demonstrate the modularity and scalability of the algorithm, it was tested on a prototype hardware test setup at the Solar Energy Research Centre, VIT University.     

配电网信息物理系统协同控制架构探讨

信息物理系统(CPS)通过对计算、通信和控制技术的有机整合与协调,促进了电力系统运行方式的转变,并为其\"智能化\"的建设提供了途径。作为电力CPS的重要组成部分,配电网CPS须在未来大规模异构分布式新能源接入的条件下仍具有良好的实时控制及优化调度能力。在此背景下,对配电网CPS的控制架构进行了研究。结合CPS的组成要素和关键功能,提出了一种包含主动配电网及微电网技术在内的配电网CPS框架结构;在此基础上,针对配电网CPS的协同控制策略及其多层面、分布式耦合的特征,提出了包含感知通信、计算以及物理对象的分布式实体控制架构,以及兼具内部统一特性与外部互联特性的层次化抽象控制架构,从而构成完整的配电网CPS协同控制架构。