基于新能源快速调节的孤岛微网弹性恢复策略

针对当前孤岛运行微网面临的备用调节容量不足、负荷投切频繁和供电可靠性较低的问题,提出一种基于新能源快速调节的孤岛微网弹性恢复策略。首先根据新能源的快速功率控制技术,建立风、光电源的可快速调节容量模型。在此基础上,以孤岛负荷恢复价值量最大化为目标,考虑孤岛内电源和负荷的波动性、储能和负荷的调节量,根据电源出力程度和负荷可控量,分析不同电源负荷功率关系下的孤岛备用容量来源。然后,考虑新能源快速功率调节技术,分别制定电源充足、电源不足和极端情况下的孤岛弹性运行控制策略。最后,基于改进的41节点公路微网系统进行仿真验证,结果表明,所提恢复策略在保证负荷恢复价值量的同时,能够预留充足的备用容量,显著提升孤岛微网的运行弹性和供电恢复能力。     

考虑分布式电源特性的配电网保护与安全自动装置配合方案

随着分布式电源(DG)的大量接入,为保证系统发生故障时有效提高DG利用率和供电可靠性,在DG足够支持部分当地负荷时,允许其孤岛运行,故障隔离后再恢复并网运行。提出了一套考虑孤岛形成动态过程的配电网系统保护方案。根据DG容量及接入位置,决定其是否允许孤岛运行并采用不同的保护策略,借助于保护与安全自动装置的协调配合完成故障隔离与孤岛划分。     

含分布式电源的配电网供电恢复模型及改进贪婪算法

分布式电源及储能系统的并网运行使配电网供电恢复更加复杂。基于功率可控分布式电源及储能系统倍率放电、荷电状态与孤岛运行时间等因素,提出了孤岛运行约束条件及孤岛备用容量模型;提出了以恢复供电负荷最大为目标函数,考虑孤岛运行备用容量约束、无电磁环网运行约束、支路潮流及节点电压约束的配电网供电恢复模型。结合配电网辐射状网络、负荷依次接入的特征,提出了逐步最优的改进贪婪算法,分别以可供电功率最大与线损微增率最小为选择判据,求解故障后配电网网络重构与孤岛划分。通过算例验证了考虑孤岛并网备用容量的供电恢复模型与改进贪婪算法,并对算法效率进行了比较分析。     

实现微网供电恢复的分布式电源自组网策略

将分布式电源(DG)自组网技术应用于解决微网供电恢复问题。当微网并网转非计划孤岛时,将微网有序地解列成若干个可独立运行的DG本地自组网,以确保重要负荷或本地负荷的持续供电;待各DG本地自组网运行稳定后,根据DG容量形成若干DG动态自组网对外搜索和扩大供电范围,并采用基于爬山策略的启发式优化算法实现各DG动态自组网对外供电恢复的最大化。在此基础上,将具备互联条件的DG动态自组网依次联网运行以增强系统稳定性,待公共配电网恢复供电后,按照拓扑连接顺序依次将各DG动态自组网与公共配电网并网运行。以西门子Benchmark 0.4kV低压微网为算例,对所述方法的有效性进行了仿真验证。     

基于分布式发电系统并网逆变器主从控制策略研究

考虑到分布式发电系统中微电源特性多样及其并网逆变器控制策略跟随运行方式的改变而不同,分析了基于下垂(Droop)控制、恒压频比(V/f)和功率恒定(PQ)控制的并网逆变器控制方法,对比分析了基于Droop+PQ控制和V/f+PQ控制的并网逆变器主从控制策略,提出了一种基于V/f+PQ主从控制的微电网并网/孤岛运行模式下的并网逆变器控制策略。最后在MATLAB/Simulink环境下仿真建模,结果表明所提的基于V/f+PQ主从控制策略在微电网并网/孤岛运行模式下具有较好的功率跟踪性能、系统电压和频率稳定能力。     

含V/f控制DG的微电网故障分析方法

微电网在并网和孤岛两种不同运行模式下的短路电流计算是建立微电网保护的重要基础。针对目前由逆变型分布式电源(distributed generation,DG)组成的微电网在孤岛运行时短路计算研究的空白,提出一种含V/f控制DG的微电网故障分析方法。通过分析DG的控制特性,充分计及控制策略的影响,理论推导出DG故障等值模型;利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC建立含V/f控制DG微电网模型,揭示DG在故障时的暂态特性;基于上述DG故障等值模型,建立微电网故障方程组,进而提出精确的微电网故障稳态分析解析法;最后,通过仿真算例,验证了所提方法的准确性和有效性。     

基于DG并网运行的中压配网可靠性评估实用方法

现有含分布式电源(DG)的配网可靠性评估研究大多针对孤岛运行特性,但实际系统中孤岛运行方式目前却少有采用,为此开展了基于DG并网运行的可靠性评估研究。在忽略DG自身停运的情况下,并网运行DG主要通过设备容量约束影响可靠性水平。由于DG出力具有随机性,随着其数量的增加,计算量将显著增大,为此提出了减小计算量的策略:将所有馈线分为放射式馈线和存在联络关系的若干个馈线集合;对于有联络馈线集合中未通过转供容量约束校验的馈线,提出了含出力恒定DG的馈线容量约束考虑方法,并引入点估计法考虑DG出力随机性;对于其他馈线,则不考虑并网运行DG对可靠性指标的影响。分析表明,并网运行DG并非总是有利于供电可靠性的提高。算例结果表明,通过馈线分类和点估计算法可大大减小计算量,且误差较小。     

低压微电网逆变器频率电压协调控制

近年来,分布式发电(Distributed Generation,DG)技术发展迅猛,DG结合本地负载、储能设备等可构成微电网,微电网能够在并网模式与孤岛模式下运行。并网时,DG输出给定的功率,实现能量管理;孤岛运行时,要求DG维持微电网电压和频率稳定。因而微网中逆变器的控制尤为重要。由于传输线阻抗特性不同,本文在低压系统中应采用PV下垂控制,PV下垂控制能够实现孤岛运行时不同DG均分负载,但它是有差调节,电压和频率会存在较大的偏差。本文提出一种改进的PV下垂控制(NPV):加入电压和频率偏差的前馈调节,可实现电压和频率的二次调节。以微电网脱网运行的稳态以及暂态情况分析为例,通过PSCAD仿真以及实验,验证了NPV不但可以实现并网时的能量管理而且还实现了孤岛运行过程中电压和频率的二次调节。     

适应负荷特性变化的微电网孤岛运行控制策略研究

针对微电网孤岛运行方式下其系统稳定性受负荷大小与类型呈现不同影响,从微电网中分布式电源(Distributed Generation,DG)的构成出发,提出一种适应负荷特性变化的DG逆变器主从控制策略。即DG逆变器采用基于V/f和PQ的主从控制,实现微电网孤岛下系统电压、频率稳定和负荷的平衡。基于Matlab构建微电网孤岛运行模型,在接入阻性、感性和阻感性负荷下,仿真分析了微电网DG逆变器主从控制下系统电压、频率和输出负荷的运行特性。同时也通过微电网试验平台验证了DG逆变器主从控制策略的正确性、有效性。     

基于配电网保护与控制现状的DG孤岛运行方式

随着IEEE 1547—2003标准的出台,分布式发电（DG）孤岛运行成为关注的热点。针对系统故障后DG与系统解列形成的孤岛运行的特点,结合DG并网运行时配电网保护与控制的现状,根据电力系统相关理论并采用PSCAD仿真方法,研究了短时间断供电及不间断供电2种孤岛运行的模式和DG形成孤岛需要满足的条件,以及不同容量的DG暂态失稳对孤岛运行的影响,提出了实现孤岛运行所要采取的与保护和控制相关的措施,据此得出短时间断供电形成的孤岛运行是目前可行的模式。     

基于DG接入的配网自动化系统保护策略的研究

随着配网自动化水平不断提高,DG接入时,只要其相应保护及运行调度策略适应配网自动化水平,就可以将DG对配网的影响限制在最低水平。综合考虑DG容量、其支持孤岛运行方式特点及其稳态、暂态短路特性,采取相应的故障隔离及其电网自愈恢复策略实现这一目标。通过对DG正常运行潮流及故障时短路特性分析,采用调整保护定值和重合闸策略,并利用现有的配网自动化系统配合(包括设备自动化和远程可控开关),实现故障消除及事先制定的孤岛划分方案。通过实例分析可知在DG运行的配网上仍可实现故障定位及配网自恢复策略。     

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。     

有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

基于自调节下垂控制的分布式电源并联运行技术

在孤岛运行模式下,各分布式电源并联运行时输电线路阻抗值存在差异,采用传统的下垂控制难以实现无功功率输出按DG容量比例合理分配。针对该问题,提出一种改进的自调节下垂控制策略,该改进策略在传统无功-电压下垂控制基础上,引入关于输出无功功率的比例积分控制环节后使无功功率输出与线路阻抗无关,从而实现无功功率输出按DG容量比例合理分配,抑制了系统无功环流分量。最后通过Matlab仿真平台搭建DG并联运行仿真模型验证了该改进策略的有效性。     

自适应调节下垂系数的微电网控制策略

针对采用传统下垂控制的分布式电源在孤岛运行时受负荷变化影响使其频率偏离额定值或电压幅值偏移较大,在并网运行时因配电网受到干扰后电压或频率出现波动致使输出功率不能保持恒定的缺陷,设计了一种能实现孤岛频率无静差、孤岛电压幅值小偏移量和并网恒功率输出的自适应调节下垂系数的控制器。同时,基于该下垂控制器的特点,提出了一种改进的微电网综合控制策略,即多重主从控制策略,以克服基于V/f的主从微电网系统控制和基于V/f的多主微电网系统控制中存在的不足。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了控制器和多重主从控制策略的有效性和可行性。     

考虑分布式发电孤岛运行方式的智能配电网供电恢复策略研究

鉴于传统的配电网供电恢复算法都没考虑分布式发电孤岛运行产生的影响,提出考虑DG孤岛运行方式下的智能配电网供电恢复算法。当配电网发生严重故障引起大面积停电时,对DG进行孤岛划分,DG按孤岛划分方案转入孤岛运行模式维持对孤岛内重要负荷供电。采用基于二进制粒子群优化算法的供电恢复算法对孤岛外非故障停电区域进行供电恢复,在维持孤岛内重要负荷供电的前提下最大限度地对孤岛外停电区域恢复供电。最后将该算法应用到33节点测试系统,仿真结果验证了该算法的有效性。     

某海岛微电网的孤岛协调控制策略研究

现有的大多数孤岛运行控制策略仅针对微电网的频率稳定控制,为此提出了一种基于两级分层控制结构的孤岛协调控制策略。首先由微电网管理系统(MMS)决定微电网采用单主控或多主控运行方式;然后当孤岛能量发生变化时,由MMS的一次控制通过本地控制器使采用v/f控制的主控储能单元迅速完成系统内能量的供需平衡;最后通过MMS的二次控制使得主控单元的输出功率尽可能小。所提出的控制策略不仅能够实现孤岛运行时频率的无差调节和电压的稳定控制,而且相比于无二次控制,能够为主控单元预留足够的备用容量。仿真分析表明了所提出的孤岛协调控制策略的有效性。     

风能与光伏混合微电网的建模和仿真

建立包含直驱型风力发电机、单级式光伏发电系统和储能蓄电池的风能与光伏混合微电网模型.混合微电网在并网运行时,通过储能蓄电池平滑风能和光伏电源的输出功率波动,维持公共连接点(PCC)电压;在孤岛运行时,对蓄电池采用低压配电网P/V和O/f下垂控制策略,实现从并网运行到孤岛模式的切换.考虑实际风速和光照强度的变化,对风能与光伏混合微电网在并网和孤岛2种模式中的运行特性进行仿真分析,验证控制方式的可行性.     

含分布式电源的配电网关键负荷保障方法

电网在发生事故后,需要尽可能地保障对关键负荷的供电。对于含有分布式电源(distributed generation,DG)的配电网,利用微网和DG孤岛运行,继续为负荷供电,以减小电网停电面积。为使孤岛能够稳定的运行,提出了考虑DG运行特性的孤岛划分新策略,将尽可能多的关键负荷保障量作为孤岛划分的目标,结合经典的深度优先搜索与二进制组合变异粒子群算法来进行孤岛的优化划分。通过二进制组合变异粒子群算法对每个表示划分方案的粒子进行更新、调节;对每次迭代产生的新粒子利用深度优先搜索算法进行单孤岛功率连通性校验;对于不满足连通性要求的孤岛进行方案编码的调整,最后找出最优方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于时序模型的含孤岛运行配电网供电能力评估

合理的孤岛划分对于优选负荷转移方案,进而保证持续供电能力有着重要影响,因此从供电能力角度评价孤岛划分方案十分必要。文中计及分布式电源(DG)与负荷时序特性,提出含孤岛运行的配电网供电能力评估指标体系。针对微网运行方式不同,将评估体系分为含微网的配电主网和孤岛运行微网两部分,选择、设计差异化指标,新增"供电能力合格率"与"供电峰谷差下降率"两项指标,用于分析影响供电能力的DG配置、负荷特性等因素。在多种场景下,对修改后的PGE69节点系统进行供电能力评估,分析对比表明该指标体系能全面、有效地从供电能力角度实现对孤岛划分方案的评估。