基于APEO的分布式电源改进型下垂优化控制策略研究

如何对分布式电源的控制策略和控制参数进行优化改进设计,使其更适应于线路阻抗为阻性的低压离网微电网等工作环境,具有重要意义。为此,设计提出了一种基于自适应群体极值优化(APEO)的分布式电源改进型下垂优化控制方法。该方法内容为在传统下垂控制的基础上引入阻性下垂控制和相位平移量的累加控制,并将分布式电源改进型下垂控制器参数优化设计问题转换为一个典型的有约束优化问题,利用所设计的APEO算法获得分布式电源改进型下垂控制器最优参数,最终实现了电压稳定和功率协调的解耦控制,降低了分布式电源并离网切换时的暂态冲击,实现了分布式电源在工作模式未切换状态下的热插拔功能。最后在由两台容量为10 kW分布式电源构成的微电网实验系统上进行了硬件平台测试实验,验证了所提出的控制策略的有效性和可行性。     

分布式能源微网电压质量的控制策略研究

为了稳定分布式能源微网电压,文章改进了分布式能源微网的拓扑结构,设计了三相独立可控的双向变流器,使其成为影响微网电压稳定的唯一主要因素。根据分布式能源微网电压和功率关系,应用低压线路的下垂特性,提出基于电压环、电流环、功率环等的多反馈控制器,同时也研究了控制器参数的设定方法。与传统控制方法比较结果以及多工况下的实验结果验证了双向变流器能稳定地控制微网电压,具有良好的稳态和动态性能。理论分析和实验结果证明了多反馈控制策略有效、可行,能稳定控制微网电压。     

基于改进下垂控制的微网运行控制策略

针对传统下垂控制器在微网并网模式运行时受电网频率或电压幅值波动的影响,难以实现恒功率输出的问题,提出了一种动态调节下垂系数实现恒功率输出的控制策略.同时为平抑微网孤岛模式运行时因连网线路阻抗不同而产生的环流设计了无功环流抑制单元.此外,为了保证微网在运行模式切换时平滑过渡而设计了预同步控制器.所提出的控制策略通过Matlab/Simulink仿真平台验证了其正确性和可行性.     

基于改进下垂特性的微网功率控制方法

微网技术作为新能源及可再生能源接入智能电网的技术平台,可以有效整合新能源及可再生能源分布式发电的优势,实现能源的梯级利用,为智能电网的实现提供了必备的技术基础。针对微网的功率控制方法进行了研究,概述了现有的3类经典的控制方式,重点阐述并分析了微网功率下垂控制方法。结果表明,原常规有功功率-频率下垂控制的下垂系数固定无法保证微网的频率质量。提出微电源可采用一种改进的有功功率-频率的下垂控制方法,以有效保证微网运行的频率稳定。仿真结果表明了该控制方法的正确性和可行性     

含多分布式电源的微网能量管理系统分层控制策略

含多种分布式电源（Distributed Generation,DG）的微网对执行电能调度的能量管理系统（Energy Man-agement System,EMS）提出了新的要求,现有的EMS面临着诸多机遇和挑战。     

平均成本下垂控制策略在分布式发电中的应用

提出了一种线性分布式电源功率分配方案,在微电网孤网运行时可节约总的发电成本。基于(分布式电源)各自的平均发电成本,通过调整分布式电源下垂率实现成本的节约。与现有的基于非线性成本下垂策略相比,所提方案使用下垂曲线,在减少总成本方面取得了良好的性能。该方案以可调度及不可调度下垂控制的分布式电源微网进行了实验。实验结果证明了在不同的运行情况下,所提方案具有高效和良好的特性。     

基于分布式电源的微网技术

分布式电源的应用对电网电压和电能质量等方面会带来许多问题,集成分布式电源和负荷的"微网"技术提供了很好的解决途径.文中对微网的概念及国外应用研究现状作了概括和分析,阐述了微网在可靠性、经济性和灵活性方面的优势,指出微网孤立运行的特性更加适合在国防工程等可靠性要求较高的重要场所供电系统中应用.针对微网技术重要的经济性和军事应用前景,探讨了微网的研究方向,并着重提出微网在军事领域应用研究的问题和方向.     

含多种分布式电源的微网动态仿真

通过算例仿真研究了不同分布式电源配置方案下低压微网从并网模式向孤网模式转换的动态运行特性,获得了分布式电源的功率、微网电压和频率的变化规律。如果选择微型燃气轮机作为微网的功率支撑手段,在微网从并网向孤网过渡过程中,系统频率波动较大,且部分分布式电源有可能在低频保护动作下与电网隔离,不利于微网的稳定运行;增加储能设备后,储能设备对于微网的稳定运行可发挥重要的作用。采用下垂控制策略的蓄电池在微网孤岛运行时可以快速为系统提供有功、无功支撑,有效抑制了由于燃气轮机动态响应速度慢引起的电压和频率偏差。     

包含同步发电机及电压源逆变器接口的微网控制策略

分布式电源(distributed generator,DG)并网接口方式有同步发电机组(synchronous generators,SG)接口和电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)接口2类,文中提出了包含2种接口方式的微网控制策略。具有SG接口的DG通过其输出的有功功率和无功功率分别对微网的频率和电压进行下垂控制,具有VSI接口的DG通过输出电流的d、q分量分别对微网的频率和电压进行下垂控制。该控制策略可实现微网由联网运行模式向孤岛运行模式的平滑转换,并能够实现功率共享。具有SG接口的DG配置潜遗传变论域模糊控制电力系统稳定器后,可提高微网稳定性。仿真算例验证了该控制策略的有效性。     

电动汽车与分布式电源的微网经济调度

微网的运行可以很好地利用分布式能源,并实现需求侧管理的效益最大化,但是分布式电源的波动性使得微网的运行风险增加,同时也需要一定的储能投资。电动汽车电池作为一种储能装置可以为微网系统运行提供辅助服务。建立了分布式发电和电动汽车经济调度的多目标优化模型,以微网系统运行成本最低、系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充电成本最少为目标,求得电动汽车的充放电功率,很好地配合了系统负荷以及分布式电源的出力波动,优化了系统的运行。     

一种恢复电压和频率的微网改进下垂控制方法

目前,微网孤岛控制的实现一般都是基于下垂控制。下垂控制不仅可以保证电压和频率的稳定性,而且可以实现各分布式电源的负荷合理均摊。但是对于电能质量需求较高的情况,下垂控制后一般都会进行二次电压和频率的恢复控制,这就造成了运行成本的提高。针对这种问题,对下垂控制原理进行分析,提出了一种基于"冲洗过滤"恢复电压和频率的方法,该方法在下垂控制前引入了一个"冲洗过滤"控制器,实现了不增加二次通信线路进行电压和频率的恢复。利用PSCAD/EMTDC软件平台进行了模拟实验验证,结果表明,该方法能很好地在微网负荷变化后对电压跌落和频率偏差进行恢复。     

基于小交流信号下垂的微网二次控制方法

有功功率-频率和无功功率-电压幅值的传统下垂控制方法被广泛应用于微网并联逆变器的协调控制中。然而,传统下垂控制会使变流器输出的频率和电压幅值存在偏差,进而影响微网电能供应的精确性。基于对人为注入系统的小交流信号的控制,提出了一种新型的二次控制方法,以补偿下垂控制产生的电压偏差。该方法中的小交流信号在并联逆变器中如同一种通讯信号,其频率和逆变器输出基波电压的下垂偏置呈下垂关系。通过该方法,系统频率和电压幅值可以恢复至额定值,同时,精确的功率均分可以在并联逆变器之间实现。仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。     

基于双电压环补偿的直流微网下垂控制

针对直流微网传统下垂控制中分布式电源(distributed generation,DG)输出功率分配精度和电压维持额定值间的矛盾,提出了一种基于双电压环补偿的直流微网下垂控制方法.该方法基于集中式二级控制和对等下垂控制策略,在二级控制中引入双电压环控制,其中,第一电压环保证负载功率的高精度分配,第二电压环抬高系统电压...     

一种改进型低压微网的下垂控制策略研究

低压微网线路参数电阻与电感处于一个数量等级,直接应用常规P-f、Q-U下垂控制会导致功率分配的不精确,甚至影响微网的安全运行.提出一种改进型低压微网的下垂控制策略,引入Givens坐标变换,构造虚拟有功功率和虚拟无功功率,使之分别与频率和电压呈线性关系,这样系统得到解耦,微网的功率控制更为精准.最后基于Matlab/Simulink仿真算例验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

基于自适应下垂法的有功功率均分控制

在低压孤岛微网中,受到线路阻抗不一致的影响,线路阻抗与并联逆变器的容量不匹配,传统下垂控制方法不能使并联逆变器有功功率达到均分的效果;并且传统下垂控制法反馈信号很难准确的测到线路阻抗后公共节点的电压。针对以上问题,提出了一种自适应的下垂控制方法,该方法具有可变的下垂系数和可变的空载电压,自动调节下垂系数和空载电压来减小并联逆变器有功功率分配的偏差和降低线路阻抗上的电压降。在负荷发生突变和扰动的情况下,利用MALATB2014a/SIMULINK软件平台分别对传统下垂控制和自适应下垂控制进行仿真实验验证,仿真结果验证了自适应下垂控制方法不仅可以使并联逆变器有功功率分配达到均分,还可以大大改善线路阻抗上的电压降。     

一种适用于多端柔性直流输配电系统的新型电压下垂控制方法

如何保障多端柔性直流输配电系统在不同程度扰动下安全稳定运行是柔性直流技术发展所面临的一个挑战.针对这个问题,提出了一种适用于多端柔性直流输配电系统的电压下垂控制方法.该方法在电压-有功功率下垂控制的基础上,利用本地直流电压偏差信息实时调整下垂控制的运行工作点,使得直流电压靠近电压上限时自动往下调整,保障系统在各种扰动下...     

无差调频过程中微电源功率分配策略设计

微电网孤网运行时不同的微电源具有不同的调频特性,基于下垂控制的逆变器接口型微电源能根据运行要求自动分配扰动功率,但稳态时频率存在静态偏差。在下垂控制中加入积分控制可实现逆变器的无差调频,维持微电网的稳态频率恒定,但扰动功率全部由含积分控制环节的逆变器承担。针对这种无差调频控制策略,设计了逆变器的传递函数,通过数学推导验...     

适用于多端柔性直流输电系统的优化下垂控制策略

电压下垂控制策略适用于换流站数目较多以及功率波动频繁的多端柔性直流输电系统,针对下垂系数计算繁琐、个别换流站功率越限及下垂系数对控制性能影响等问题,提出了优化下垂控制策略。该策略以优化下垂系数为基础,结合电压裕度控制,给出有功功率—电压特性曲线,实现了功率的合理分配。在MATLAB/Simulink下搭建的四端柔性直流输电系统仿真表明,该控制策略可以避免下垂系数设置不当造成的控制问题,能够合理分配各换流站有功功率,快速稳定直流母线电压。     

低压微电网采用坐标旋转的虚拟功率V/f下垂控制策略

针对低压微电网线路与传统高压输电线路阻抗比的不同而引起的功率耦合问题,提出一种采用坐标旋转的虚拟功率控制策略。该方法通过坐标旋转正交变换矩阵,实现了功率的解耦控制,对采用下垂控制特性的电压/频率控制进行了改进,提出了新的下垂限幅控制算法。此外专门设计了低通滤波器,以有效降低谐波影响和增加控制精确性。考虑低压微电网孤网时负荷扰动和孤网至联网运行状态的切换,仿真验证了所提出的低压微电网控制器具有良好的适应能力。实验结果表明,该方法在低压微电网环境下能有效实现负荷变化时不同微电源间变化功率的共享,且频率和幅值较为稳定、动态效果好、工程实现简单,提高了系统功率分担的精确性和稳定性。     

使用电压-相角下垂控制的微电网控制策略设计

根据微电网的特点,对微电网2种运行模式采取的不同控制策略进行设计。微电网孤岛运行时,分布式发电单元采用电压源逆变器控制,使用电压—相角下垂控制实现按预定比例分配负荷功率,该下垂控制较电压—频率下垂控制可以提供更好的频率支撑。微电网并网运行时,分布式发电单元采用PQ控制,按照功率设定值输出功率。通过设计对应电压—相角下垂控制的同步控制器实现了微电网运行模式的无缝转换。利用MATLAB/Simulink对微电网运行模式转换和微电网孤岛运行时使用的2种下垂控制进行对比仿真分析,验证了电压—相角下垂控制策略的可行性和有效性。