分布式电源仿真模型的一种功率变换方法

为深入研究分布式电源的并网运行特性,需要建立多个不同电压等级和并网容量的分布式电源仿真模型来满足配电网的并网要求。针对含有分布式电源的配电网的仿真,提出了一种分布式电源仿真模型的功率变换方法。对具有标准输出电压和功率的分布式电源进行电压电流变换后再接入电网,以适应配电网对不同电压等级和容量的分布式电源的要求。建立了功率变换器的仿真模型,并将其应用于光伏发电系统并网仿真算例中。仿真结果表明,该功率变换方法是有效的和可行的,能提高分布式电源仿真模型的通用性和实用性。     

基于虚拟电厂技术的未来智能电网用户并网规则设计及仿真

未来智能电网用户不仅能够消费电能,还可以通过分布式能源并网出售电能。针对基于实时电价机制的未来智能电网,结合虚拟电厂技术,设计用户并网供电规则。考虑用户的多种博弈行为设计研究竞标策略,参考商业型和技术型虚拟电厂设计优化目标,建立了未来智能电网用户并网多目标优化模型。通过多起始点变邻域下降法与局部搜索相结合的优化算法,采用IEEE 118节点标准测试系统模拟区域电网进行仿真。数值仿真的计算结果验证了模型及算法的有效性。     

大规模光伏电站控制策略对孤立电网稳定性的影响

建立了光伏电站仿真模型,分析了光伏电站常用的电流源并网模式的运行特性。对实际孤立小电网进行了仿真分析,结果表明:如果采用电流源并网模式,大规模光伏电源接入该电网将破坏电网的稳定性。并提出了一种新的光伏电站控制策略。该策略可使光伏电站具备电压和频率调节能力,从而保障该孤立电网的稳定性。     

基于状态空间法的三相并网逆变器建模与仿真

三相并网逆变器是分布式电源接入电网的重要接口,其控制性能直接影响电能的质量。应用现代控制理论的状态空间法建立了三相SPWM逆变器电路的状态空间模型,对系统能控性、能观性、稳定性进行了定性分析,采用MATLAB/Simulink软件建立了三相逆变器电路的仿真模型,并输出结果。仿真结果表明了应用状态空间法对三相并网逆变器电路进行建模分析的正确性,为进一步研究分布式电源并网特性从而获得更好的电能质量和电网稳定性提供了很好的方法。     

分布式电源并网后对电压分布影响的研究

分布式电源（DG）接入电网后会对电网的电压分布产生很大影响。如何减少分布式电源并网后给配电网电压带来的影响,已经成为一个亟待解决的问题。使用IEEE33节点配电网络作为算例,应用Simulink软件搭建了仿真模型,通过改变分布式电源的容量以及接入位置来分析其对配电网电压分布的影响。在大量仿真算例与数据的基础上,并经过充分研究,总结出一套切实可行的将分布式电源并网的方案,以及并网应该遵循的一些准则,使配电网的安全性与经济性得到提高,对配电网中分布式电源的接入起到了很好的指导作用。     

单相光伏并网逆变器电流控制方法研究及分析

针对并网逆变器的电流控制方法进行了分析研究,通过分析,采用了一种带电网电压前馈和准PR控制的双电流环控制方法,并就其关键的比例谐振控制（ＰＲ）进行了理论分析和参数设计。为分析该方法对抑制谐波,改善电能质量的作用,建立了并网逆变器控制系统仿真模型,并通过仿真试验,分别研究了在电网正常、电网电压突变、电网含低次谐波3种情况下比例积分（ＰＩ）控制和PR控制方法的控制效果,对于研制单相光伏并网逆变器控制系统具有一定参考价值。     

主动管理模式下间歇性分布式电源双层优化配置

针对传统间歇性分布式电源(IDG)规划方法电压越限与消纳受限的现状,提出一种主动管理模式下IDG双层配置模型,在满足系统安全运行约束的前提下,尽可能地提高配电网IDG消纳能力。应用一种飞蛾扑火算法与原对偶内点法相结合的混合算法对模型求解,并在IEEE33节点系统上进行仿真计算。仿真结果表明,主动管理措施可以改善系统运行状况,提高IDG的消纳能力,降低电网建设运行成本。     

微电网下垂控制的运行策略及PCC处联络功率控制

采用了虚拟阻抗及二次调频调压的下垂控制方法作为微电网独立运行时的控制策略。通过基于αβ坐标系下的快速相位同步方法来加快逆变器并入微电网或微电网并入大电网的速度。当微电网处于并网运行时,采用αβ坐标系下的PQ控制将各微电源控制为电流源。在此基础上,通过采用公共耦合点PCC（point of common coupling）处的联络功率控制策略,实现微电网并网运行时与大电网间的联络功率控制。根据搭建的MATLAB仿真模型对上述控制策略进行了仿真,最后对上述控制策略进行了实验验证。     

储能电源参与电网调频的需求评估方法

基于风电功率波动特征,定量研究了大规模风电并网对电网频率的影响。定义了考察风电并网对电网频率影响的量化指标,构建了电网等效区域模型和储能电源参与一次调频的仿真模型,仿真分析了风电并网环境下,传统机组一次调频和储能电源参与一次调频2种情形下的电网频率波动特征。研究结果表明,利用储能电源的快速吞吐能力辅助电网一次调频,能有效抑制风电功率中、高频波动分量对电网频率的影响,显著减小电网频率波动,大幅度减小风电并网环境下传统机组的二次调频压力和容量需求,从而论证了大规模风电并网条件下,储能电源参与电网调频的技术必要性。     

大规模双馈风电机组并网频率稳定控制策略

风电在电网中的渗透率逐年升高,尽管其在优化电源结构、节能减排方面有颇多贡献,但是由于自然风的波动性和不确定性,大规模风电并网势必会对电网频率稳定等方面产生影响。针对此问题,对装机量较高的双馈型风力发电机组（doubly-fed induction generator,DFIG）控制系统进行研究,制定大规模双馈型风电机组并网下的频率稳定控制策略。在现有附加下垂控制及虚拟惯性控制的基础上,根据输入风速以及电网侧频率波动,对下垂控制环节进行变系数处理,改善下垂控制特性。将DFIG运行工况进行分类,并采用变减载系数,使DFIG在限功率运行的同时减少弃风。采用具有大规模风电并网接入的实际电网模型,仿真验证了所提频率稳定控制策略的有效性。     

Optimal siting and sizing of intermittent distributed generators in distribution system

Intermittent distributed generators (IDGs), such as distributed wind turbine generator (WTG) and photovoltaic generator (PVG), have been developing rapidly in recent years. The output power of WTG and PVG highly depends on the wind speed and illumination intensity, respectively. There always exist correlations among the wind speed, illumination intensity, and bus load, which could have significant influence on the determination of siting and sizing of IDGs in distribution system. Given this background, a chance‐constrained‐programming‐based IDGs planning model, which can take into account the correlations, is developed in this paper. Latin hypercube sampling technique and Cholesky decomposition are introduced to handle the correlations. A Monte Carlo simulation‐embedded multi‐population differential evolution algorithm is employed to solve the developed model. Case studies carried out on the Baran & Wu 33‐bus distribution system verify the feasibility of the developed model and effectiveness of the proposed solving methodology. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于自适应遗传算法的分布式电源优化配置

针对能源互联网背景下大量分布式电源接入配电网的优化配置问题,从经济性出发,建立了以投资成本、运行维护成本、网络损耗成本和购电成本之和最小为目标的分布式电源的选址定容优化模型。利用前推回推法计算配电网络潮流,采用了自适应遗传算法对所提模型进行求解。结合IEEE 33节点构造算例进行分析,结果表明该模型在保证经济性的同时,能有效减少网络损耗并提高电压质量。     

考虑小水电启停策略的准入容量计算

随着分布式电源的大力发展,其对原有系统产生了巨大影响.文中以小水电为例,首先分析分布式电源的启停对无功电压控制的影响,然后给出考虑单个分布式电源启停的准入极限功率计算模型.接着分析了多个分布式电源接入系统后,原有的计算模型结果可能过于乐观,提出了多分布式电源接入的至少准入容量的概念,它反映了"最恶劣"机组组合情况下的准入极限功率,并给出了基于主从决策的双层优化模型和求解算法.最后用IEEE 112节点系统的仿真结果证明了模型、算法的有效性.     

A study of centralized voltage profile control of distribution network considering dynamics of distributed generator

In a future distribution network, it will be difficult to maintain system voltage because a large number of distributed generators are introduced into the system. The authors have previously proposed a voltage profile control method using power factor control of distributed generators. When all information on the system is available, an ideal stationary solution of control orders to distributed generators is given by an optimization calculation. However, it is difficult to apply optimization control in real time because a long calculation time is required for the optimization. Therefore, it is possible that a voltage change may occur before the power factor control has finished. Thus, in this paper, we develop a new control method which can save the excessive voltage changes by taking into consideration the controlled response time of distributed generators. The proposed method was tested in a 24‐node distribution network model. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 179(1): 29–39, 2012; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21231     

计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制

随着光伏、储能等分布式电源广泛接入,导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题,提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群,对电压控制进行分区域调节。首先,针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题,设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案,利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后,由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变,在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法,协同各分布式电源集群的调控能力,抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后,通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。     

A study of autonomous reactive power control method for distributed power generators to maintain power quality of the grid

Distributed power generators, such as cogenerators and renewable energy systems, have continued to advance and their penetration capacity is increasing. However, they may cause power quality problems in voltage regulation because of the reverse power flow. At present, when the distribution line voltage exceeds the limit value, distributed generators control reactive power to reduce the voltage, and if the reactive power output is not enough, they reduce the active power output. Therefore, an imbalance of active power output between distributed generators may occur because the voltage of generators varies by location and generators at lower voltage locations do not control the reactive power. A power control method for distributed generators needs to be established to solve these problems. In this study, an autonomous reactive power control method of sharing reactive power between distributed generators is proposed. The availability of this method is discussed experimentally and its applicability area is considered analytically by use of a model distribution system. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于连续潮流的配电网供电能力评估

随着非全相运行的分布式电源大量接入配电网,配电网固有的三相不平衡特征更加突出,传统配电网供电能力评估因忽略配电网三相不平衡特征导致结果不准确。为了准确分析三相不平衡特征对配电网最大供电能力评估的影响,建立了以配电网供电负荷参数最大为目标函数,考虑了支路热约束和节点电压等状态变量和分布式电源的有功和无功功率等控制变量的含分布式电源三相不平衡配电网供电能力评估模型。选择电压跌落情况最严重的相作为连续参数,确保预测-校正过程的的连续潮流法求解的结果更加精确。最后,采用拓展的IEEE33节点配电系统进行仿真验证,表明文中所提的模型和求解方法是有效的。     

A d-axis based current differential protection scheme for an active distribution network

The emergence of distributed generators has changed the operational mode and fault characteristics of the distribu tion network, in a way which can severely influence protection. This paper proposes a d-axis-based current differential protection scheme. The d-axis current characteristics of inverter-interfaced distributed generators and synchronous generators are analyzed. The differential protection criterion using sampling values of the d-axis current component is then constructed. Compared to conventional phase-based current differential protection, the proposed protection reduces the number of required communication channels, and is suitable for distribution networks with inverter interfaced distributed generators with complex fault characteristics. Finally, a 10 kV active distribution network model is built in the PSCAD platform and protection prototypes are developed in RTDS. Superior sensitivity and fast speed are verified by simulation and RTDS-based tests.     

基于改进粒子群算法的配电网分布式电源规划

合理地对分布式电源进行选址和定容对于实现配电网网损最小是至关重要的.应用改进粒子群优化算法进行配电网分布式电源(DG)规划,并结合罚函数法将DG规划问题转化成无约束求极值问题,从而有效地提高了改进粒子群优化算法的全局收敛能力和计算精度.对69节点和33节点配电测试系统进行仿真计算,结果表明了论文采用的DG规划模型和改进粒子群优化算法的正确性和适用性.     

基于改进粒子群算法的配电网分布式电源规划

合理地对分布式电源进行选址和定容对于实现配电网网损最小是至关重要的。应用改进粒子群优化算法进行配电网分布式电源（DG）规划,并结合罚函数法将DG规划问题转化成无约束求极值问题,从而有效地提高了改进粒子群优化算法的全局收敛能力和计算精度。对69节点和33节点配电测试系统进行仿真计算,结果表明了论文采用的DG规划模型和改进粒子群优化算法的正确性和适用性。