基于逆变型DG控制特性的微电网故障特征分析

微电网中含有逆变型分布式电源（DG）,其故障特性直接受DG控制策略的影响,因此传统配电网故障分析方法不适用于微电网。在故障条件下,逆变型分布式电源由于其不同的控制方式,产生较为复杂的故障特性。首先根据含恒功率（PQ）控制、V/F控制的逆变型（DG）输出特性约束方程,构建DG故障特性分析的等值模型;然后利用DG等值模型,建立孤岛运行和并网运行2种运行方式下的微电网故障等值模型,求解其稳态响应;最后,运用电力系统仿真软件DIgSILENT搭建同时含PQ控制和V/F控制的逆变型DG的微电网仿真模型,通过与传统故障分析方法的比较,验证了新方法在不同故障条件、DG控制方式及微电网运行条件下该方法的适应性、有效性及准确性,为微电网保护策略的制定提供准确的判据。     

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。     

含储能装置的微电网并网/孤岛运行仿真研究

针对孤岛运行时风力发电、光伏电池等分布式电源输出不稳定问题,提出了一种基于f/P,V/Q下垂控制分布式电源和储能装置相结合的控制策略,建立了包含恒速风力发电机、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。通过对微电网在并网和孤岛两种模式中的运行特性进行仿真分析,验证了该控制方式的可行性。     

含分布式电源配电网的相间短路故障分析

以电压源换流器为接口的分布式电源(distributedgenerator,DG)的故障电流完全由其控制策略决定,其传统的等值模型通常与常规电源类似,而忽视了控制策略的影响,造成含DG配电网故障分析存在局限性,尤其对于非对称故障情况。为此,首先对DG的相间短路故障穿越控制特性进行分析,针对正序分量控制的DG提出了压控电流源等值模型;在此基础上,通过建立DG输出电流与公共联接点(point of common coupling,PCC)正、负序电压之间的关系方程式,推导出不同的相间短路故障条件下PCC正序电压的求解方程组,从而建立含DG配电网相间短路故障分析精确模型。基于DIgSILENT建立含DG配电网模型,仿真结果验证了该故障分析方法的正确性。     

基于故障分量的孤岛微电网保护

微电网孤岛运行时的故障特性与并网情况有所区别,且与微电源的控制策略紧密联系,因而需要对孤岛微电网的保护进行具体的研究。根据U/f控制及PQ控制微电源在故障穿越下的故障模型,分析了不同故障类型时的输出电流特性,并对微电网中不同线路故障时各母线及馈线的相位特征进行分析,提出利用母线正序电压故障分量和各馈线正序电流故障分量的相位特征实现故障定位的孤岛微电网保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,结果验证了该保护原理的正确性。     

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.     

基于Matlab/Simulink的分布式电源控制方法

分布式电源控制是实现微电网控制及可靠运行的前提。利用Matlab/Simulink仿真环境,根据PQ、V/f、Droop3种典型微电源控制方法的基本原理,建立了仿真模型。在分析原理的基础上,通过仿真算例,验证了各模型的正确性和有效性。仿真结果表明:PQ控制可实现微电源有功和无功功率的指定控制;V/f控制实现了负荷功率变化时不同微电源间变化功率的共享,且在微电网孤岛运行时能为微电网系统提供电压和频率支撑;Droop控制模型能够实现功率共享并保证频率和电压的稳定。所建立的模型可以用于分布式电源并网或接入微电网运行控制问题的研究,具有一定的通用性和拓展性。     

基于下垂特性的微电网逆变电源控制方法研究

针对微电网对分布式电源的控制要求,提出了一种基于下垂特性的PQ控制和V/f控制的新型逆变电源控制方法。利用PSIM软件对微电网从联网到孤岛的过渡过程、孤岛到联网的过渡过程以及孤岛运行时切增负荷和电源3种情况下的分布式电源的频率、有功功率、无功功率、电压、电流变化规律进行分析。仿真结果验证了所提出基于下垂特性的PQ控制和V/f控制方法的正确性和有效性。     

基于状态跟随器的微电网平滑切换研究

微电网有主从结构和对等控制两种常用结构,运行状态分为并网运行和孤岛运行方式。在微电网运行状态切换时,基于主从控制结构的微电网通常在并网运行时采用PQ控制,孤岛运行时采用V/f控制;基于对等控制结构的微电网通常采用下垂控制。综合考虑主从结构和对等结构的特点,采用了将下垂控制和V/f控制相结合的混合控制策略,并结合改进的电流环控制器结构以及状态跟随器的设计来解决微电网平滑切换的问题。在MATLAB/simulink平台上搭建微电网仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

风光蓄交流微电网的控制与仿真

为了对微电网控制策略以及DG输出功率变化对微电网运行的影响进行深入研究,利用Matlab/Simulink仿真软件建立了风、光、蓄交流微电网仿真系统,在该系统中,蓄电池储能装置采用V/f控制策略,以维持微电网孤岛运行时的电压和频率的稳定;风力发电单元和光伏发电单元采用PQ控制策略,以获取可再生能源的最大利用率.仿真结果表明,在孤岛和联网两种模式下,采用该控制策略的微电网能向用户不间断的供应电力,并且模式切换过程稳定可靠.     

基于IEC60909标准的风/光互补微电网短路电流水平分析

在风力发电和太阳能发电2种典型微电源数学模型的基础上,通过电力系统电磁暂态仿真软件平台搭建风/光互补发电系统的等值仿真模型,并分析了包含风/光2种微电源的微电网动态运行特性。以微电网公共耦合母线处发生三相接地短路和单相接地短路故障为例,根据国际电工协会IEC60909标准,对包含风/光互补的微电网在故障情况下的电流水平及电压暂态特性进行仿真研究,结果表明所建微电源及微电网模型均能较好地模拟实际运行情况,为进一步研究微电网的联网运行特性提供了仿真平台。     

微电网运行控制与仿真

微电网作为智能电网的重要组成部分,其控制问题是实际运行中需要解决的关键问题之一。介绍和分析分布式电源的3种控制方式:P-Q控制、V/f控制和Droop(下垂)控制,并使用PSCAD/EMTDC仿真软件对微电网并网和孤岛运行进行仿真,分析并网运行、孤岛运行和过渡过程电压、频率和功率的变化。研究结果表明,所采用的控制策略是切实可行的,微电网在并网运行和孤岛运行时都具有良好的运行特性。     

含多个DG微电网动态运行仿真研究

在PSCAD/EMTDC中建立了带有4个微电源的微电网模型,对微电网由并网运行转为孤岛运行再回到并网运行的过程和微电网在孤岛运行时负荷改变条件下的运行特性进行了仿真分析。通过仿真分析得出:由于U/f控制及P/Q控制系统的良好性能,虽然失去了大电网的支撑,微电网仍然能在微型燃气轮机1的调节下正常运行,暂态过程短暂且衰减迅速;由于控制系统的良好性能及控制模式的恰当选取,每个微电源都能稳定渡过暂态过程。     

微电网主/从控制策略的分析研究

在考虑微电源类型差异性和负荷分散性的基础上,结合微电源的两种不同运行模式,采用主/从控制策略,即将恒功率控制(PQ控制)和恒压、恒频控制(V/f控制)结合起来对微电网进行控制.在并网模式下,采用PQ控制,实现微电源对参考有功和无功的控制;在孤岛模式下,采用V/f控制,为微电网运行提供稳定的频率支撑.为了验证所设计的主/从控制策略能使微电网可靠运行,对微电网在联网运行模式和孤岛运行模式之间切换,以及孤岛模式下切/增负荷两种运行状况下的运行特性进行分析.通过Matlab仿真,对微电网母线电压、系统频率和功率的变化规律进行分析,证明了本文所设计的主/从控制策略的正确性和可行性.     

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。     

基于虚拟阻抗的恒压恒频微电源的故障控制策略

微电网孤岛运行时,恒压恒频控制模式的逆变型分布式电源(DG)支撑整个网络的电压与频率,其控制策略对微电网的故障穿越能力具有重要影响。该文采用虚拟阻抗法设计了U/f-DG的故障控制策略,分析了基于虚拟阻抗的逆变型DG控制原理,并推导出DG在正、负序网络下的等效模型,设计了故障情况下DG的限流算法。考虑到U/f-DG对并网点电压的支撑效果,提出了一种虚拟阻抗阻感比的设计方法,使不对称故障时并网点电压不平衡度最小化。并提出一种U/f-DG与从属DG的协调控制策略,使得微电网平稳度过故障暂态阶段。最后,Simulink算例仿真验证了所提故障控制策略的有效性。     

含多微源的混合微电网控制策略与仿真

针对微电网内部分布式电源和负荷的多样性、分散性,在分析P/Q控制以及基于下垂特性的V/f控制策略的基础上,采用了一种P/Q-V/f对等控制策略。该策略可有效实现负荷功率共享,保证微电网频率和电压的稳定。在PSCAD/EMTDC仿真平台上,对所建微电网模型进行运行模式转换以及孤岛下切/增负荷的仿真分析,证明所提出的控制策略具有有效性和正确性。     

基于对等控制策略的微电网运行

为减小微电网对通信系统的依赖性,实现分布式电源和负荷的即插即用,结合微电网不同运行模式,研究了微电网对等控制策略。在对等控制策略中,分布式电源采用下垂控制,调节分布式电源的输出电压和频率;下垂控制器中的P-f和Q-U具有线性的下垂特性。建立了对等控制策略下的微电网运行模型,分析了并网和孤岛运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷及孤岛模式下切/增微电源三种运行状况下的微电网运行特性,基于Matlab/Simulink仿真结果,研究了微电网母线电压、DG频率和功率的变化规律,验证了控制策略的正确性和可行性。     

基于换流器归一化模型的微电网无缝切换控制策略

针对采用主从控制模式,以储能系统作为组网单元的联网/孤岛双模式运行的微电网系统,首先介绍了微电网联网/孤岛双模式无缝切换控制策略;其次提出了“外环并行,内环共用”的储能换流器P/Q模式与V/f模式归一化控制模型,同时完成归一化控制器的参数设计以及归一化控制系统的稳定性分析;依托RT_Lab实时仿真平台,完成微电网联网/孤网双模式运行实时仿真模型搭建,完成控制策略的仿真分析,最后在国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心微电网实验平台进行了微电网联网/孤岛双模式无缝切换实验,实验结果验证了控制方法的有效性。     

基于主从控制的微电网平滑切换控制策略研究

微电网在并网与孤岛运行模式下控制策略和控制结构存在差异,当微电网切换时,由于两种模式下控制器的状态不匹配,控制器的输出会发生跳变,产生较大的暂态震荡。因此针对主从控制结构的微电网在并网模式与孤岛模式两种模式下的控制和相互切换,提出了一种将PQ控制和基于改进下垂的V/f控制相结合,通过下垂系数自适应调节和控制器输出状态同步控制,实现微电网平滑切换的综合控制策略。在Matlab/Simulink中建立微电网模型进行仿真分析,仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性,实现了微电网的平滑切换,有效降低了系统切换过程中产生的暂态震荡。