风光储微电网模式切换策略研究

为实现微电网并离网运行模式的无缝切换,尽量减少由于切换瞬间功率不匹配所带来的暂态冲击,在介绍风光储微电网拓扑特征和分析储能变流器运行控制特性的基础上,通过与微电网中央控制器结合,设计了含多类型储能的风光储微电网在并离网无缝切换过程中的逻辑控制策略。最后,通过PSCAD仿真平台,设计并搭建了风光储微电网系统的仿真模型和通信架构,验证了所设计并离网无缝切换控制策略在微电网系统不同运行工况下的有效性和正确性。     

基于运行模式自识别的微电网并离网平滑切换控制策略

针对运行方式较为复杂的微电网,提出一种基于运行模式自识别的微电网并离网平滑切换控制策略实现方法,以可扩展置标语言(XML)文件作为策略载体,以微电网特征量的逻辑四则表达式表示微电网运行方式,通过实时采集的微电网特征变量值,智能识别出微电网当前运行模式,并通过快速通用面向对象变电站事件(GOOSE)通信进行并网点交换功率快速控制,实现微电网并离网平滑切换。该方法可根据微电网运行方式自动调节控制策略,保证了微电网并离网操作的可靠性,减少了离网过程对用户造成的冲击。目前该方法已经成功应用于国家"863项目"鹿西岛微电网示范工程,有着一定的实用价值。     

蒙东陈巴尔虎旗微电网工程研究

本文以在内蒙古东部陈巴尔虎旗建设的并网型微电网工程为研究对象,介绍了其结构功能、主要技术方案和技术特点,并详细描述了35k V配电化、微电网运行协调控制及能量管理。该微电网包含三层控制系统架构,具备灵活智能、并离网稳定切换、四维能量管理等技术特点,目前该项目已稳定运行两年以上,累计发电量8万k Wh,上网电量3.5万k Wh。     

微电网多级保护与控制的实现及优化分析

阐述了微电网多级保护控制系统,并结合微电网试点项目进行了经验总结.通过对微电网结构的分析,研究了微电网系统级、内部支路级、设备级(分布式发电设备、储能设备)控制保护功能在并网状态、离网状态及并离网转换时的协调与配合.通过研究试验数据和试运行数据,验证了微电网多级保护与控制功能达到了预期目标.最后,针对微电网通信、孤岛检测、平滑离网、平滑并网、并离网不同定值保护设置的现状进行分析,探讨微电网进一步优化建设的重点.     

含储能微电网运行模式的平滑切换控制策略

微电网并网和孤岛模式的平滑切换是提高微电网可靠性的关键。本文在分析微电网4种运行模式的基础上,提出以储能单元作为运行模式切换过程中的功率缓冲装置,分析了其在并网、孤岛以及2种运行模式切换期间的控制策略,解决微电源因微电网运行模式切换而改变控制策略或大幅调节输出功率的问题,减小切换过程对负荷的影响,保证并网和孤岛间的平稳过渡,并在实验室平台验证了该控制策略的有效性。     

直流微电网并离网协调控制策略

传统直流微电网协调控制策略在下垂控制中忽略了电源的功率输出边界动态变化对系统的影响,模式切换控制结构复杂且存在非平滑切换的问题。针对此问题,以光储氢直流微电网为研究对象,提出了一种并离网相统一的协调控制策略。首先,提出了一种动态自适应下垂控制策略,通过向基于最小二乘法原理的数据拟合器输入训练数据,拟合输出动态电流边界,实现了自适应调整动态下垂系数及电源运行状态,并简化了传统模式切换过程和控制结构。其次,结合实际工程,提出一种预同步和外环切换控制相结合的改进并离网切换控制策略,有效降低并离网切换过程中的冲击振荡。最后,将自适应下垂控制和改进并离网平滑切换控制融入所提协调控制策略中,进行多源多工况的多种模式切换的仿真。通过仿真验证了所提协调控制策略的有效性。     

主从结构微电网并网/孤岛运行模式平滑切换控制策略

对于主从控制结构的微电网系统,如何抑制切换过程中电压、频率的振荡,实现并网/孤岛运行模式间的平滑切换是一项亟待解决的技术难点。针对微电网并网/孤岛运行模式电压与频率的动态特性,提出一种基于并行运行与数值缓启动器的平滑切换控制策略。并行运行通过同步运行PQ控制与V/F控制策略,抑制了模式切换过程中的电流波动。数值缓启动器则平滑了电流内环的输入给定值,减小了切换过程中瞬时冲击电流对电流内环的影响,抑制了微电网模式切换过程中母线电压与频率的振荡。最后,基于Matlab/Simulink建立光储微电网系统,在并网/孤岛模式切换与负荷加载等工况下进行仿真实验,验证了所提平滑切换控制策略的有效性。     

交直流混合微电网中储能变流器无缝切换策略

设计了一种交直流混合微电网结构,分析了储能变流器在该微电网平台结构中的作用,重点研究了并网切换孤岛、孤岛切换并网的过程。针对不同工况互相切换过程中存在的问题,提出了储能变流器无缝切换策略,包含并网切换孤岛过程补偿算法与孤岛切换并网过程预同步方法。实现了两种工作模式间的无缝切换,变流器输出电压电流平滑过渡。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性与可靠性。     

微电网运行与平滑切换的控制策略

将微电网的运行过程分为4个阶段,对每个运行阶段设计了详细的控制策略,通过中心控制器的控制调度,解决了微网内的功率平衡,由并网到离网的平滑切换以及重要负荷不间断供电等技术难题。     

微电网系统控制器的研发及实际应用

介绍了微电网概念的出现背景、研究现状和国家电网公司河南微电网示范系统的总体框架。微电网系统控制器在该试点工程中承担微电网和大电网的联结控制作用,结合相应的二次设备完成微电网并网到离网,离网到并网的平滑过渡。该装置主要完成的功能包括：孤岛检测功能、自动同期并网功能和保护测控功能。总结提炼了该装置的实现原理及相关判据。最后,在依托该项目的成果的基础上,提出了今后的研究重点和难点。     

基于双层优化模型的多能互补微网储能优化配置

在多能互补微网系统中,为优化储能装置在不同运行状态下的容量配置,建立了同时考虑离网及并网运行状态的储能配置双层优化模型,采用考虑极值变异的混合型粒子群算法求解,获得了储能装置并、离网状态的协调优化配置方案。算例验证结果表明,求解得到的储能优化配置结果比传统单层优化模型更优,具有较快的收敛速度和较好的计算精度。研究结果为微网储能优化配置策略提供了参考。     

分布式发电系统无缝切换控制策略

双模式工作的分布式发电系统存在并网运行与独立运行工作模式切换及电流型控制与电压型控制的控制模式切换。实现运行模式的无缝切换,减小电流电压冲击,是双模式分布式发电技术的关键问题。传统无缝切换控制算法忽略两种切换的不同步性,造成切换过程中出现并网电流冲击大,负载电压波动等问题。本文提出一种电压电流加权控制策略,在不增加系统复杂度的情况下,保证切换过程中的暂态变量均可控,抑制电压电流冲击,实现无缝切换。最后在样机实验中证明了该方法的正确性和可行性。     

考虑储能倍率特性与动态PQ控制的非计划离网切换策略

针对非计划离网切换过程中如何有效切除负荷并协调控制主从储能出力的问题进行研究。首先,提出了考虑储能倍率特性约束的分步切负荷方法。该方法利用储能过载特性短时支撑离网后剩余未切除负荷,可克服分步切负荷的缺陷。然后,在切负荷过程中的特定阶段,基于虚拟下垂/惯性控制原理动态调整从储能出力,有效降低主控制单元的调节压力。在此基础上,形成了考虑储能倍率特性约束与动态PQ控制的非计划离网平滑切换控制策略。最后,在Matlab中搭建模型并进行了仿真验证。结果表明,所提策略不仅能够保证切换过程中电压始终维持在较高水平,还可显著降低电压波动幅度,有利于实现切换过程的平滑过渡。     

基于改进下垂控制的微电网有功与频率控制策略

在分析传统下垂控制调整系统有功和频率过程基础上,提出了微电网在离网和联网运行时下垂控制的两种改进措施。利用改进控制策略,可以实现微电网离网运行时的频率恢复过程,实现稳态时的无频率偏差运行;联网运行时微网中逆变型电源根据预先设定的有功功率值自动投入运行:对于储能装置,自动转换为吸收有功功率;对于可调型微源,可以发出预先设定的额定有功功率。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了所提策略的有效性。     

基于储能荷电状态的主从控制微电网离网协调控制策略

双碳和新型电力系统建设目标下集成优化资源的微电网将是电网公司实现该目标的重要载体。微电网支持并网或离网运行,其离网运行可以提高供电可靠性,这是微电网的重要特性。离网运行的微电网需要合适的稳态控制策略,以保证微电网的长期稳定运行。目前一些依赖预测信息和采用模糊智能算法的能量管理方法在微电网的长期实际运行中会产生较大的稳态控制误差。为了更好地解决微电网离网运行时电力电量平衡定量的计算问题,提高微电网离网稳态控制精度,研究了基于储能电池荷电状态的主从控制微电网离网实时稳态协调控制策略,提出了微电网离网有功协调控制间歇电源调整、负荷调整、微电网停运等关键操作中储能荷电状态控制节点值的精确工程计算方法。针对实际微电网应用工程开展了协调控制策略的具体应用,仿真和实际运行证明了所提控制策略和计算方法的有效性。     

基于分层控制的微网无缝切换研究

由分布式发电(DG)单元结合本地负载、储能设备等组成的微电网整合了各分布式发电单元的优势,减弱了对大电网的影响。微电网能够在并网模式与孤岛模式下运行:并网时,系统处于电流源型工作式模输出给定功率;孤岛运行时,DG单元需维持微电网电压和频率稳定。针对微网平滑切换控制方法进行了研究,提出一种适用于分层控制结构的新型控制器,通过控制前后两种控制器在切换瞬间的输出实现平缓变换,可削弱切换暂态过程影响、确保模式切换的平滑性,使系统稳定性得以提高。最后,建立微网系统实验平台对文中所提策略的有效性和可靠性进行实验验证。     

基于储能的可再生能源微网运行控制技术

建立了包括光伏、风电、储能和能量管理系统(EMS)的典型微网结构,给出了基于储能的微网组网方案和运行控制方式,分析了储能在微网离网运行、并网运行及无缝切换等过程中的控制作用.基于LCL滤波器的储能电压源型变换器,提出了包含逆变器滤波电感电流环、滤波电容电压环和并网电感电流环的三环控制策略,通过保持内部两环的稳定性实现微网运行模式的平滑转换.最后,搭建了微网研究与测试平台,验证了上述控制策略的有效性.