一种户用型多端口能量路由器功率协调控制策略

为了实现分布式电源接入及对电能进行有效管理,将具备高度灵活的功率控制及信息交互功能的能量路由器应用于低压配电网,使得源-网-荷-储能够一体化低碳运行,从而提升负荷调节能力与新能源消纳水平,保障电力系统稳定运行。因此,设计了一种面向低压配电网应用的户用型能量路由器,根据各端口应用对象特性,对其拓扑结构及功率协调控制策略进行研究,为电能生产和消费提供可靠的能源管理策略。最后,通过仿真验证的方法,建立MATLAB/Simulink仿真模型对其功率协调控制策略进行仿真验证。仿真结果表明：所提出的多端口能量路由器功率协调控制策略能够实现多种运行模式下不同端口之间的功率互济和系统功率平衡控制,在能源管理方面具有较高的灵活性、稳定性和可靠性。     

考虑多能灵活性的综合能源系统多时间尺度优化调度

含电热气多种能源的综合能源系统中,复杂的能量转换关系以及可再生能源和负荷的波动性,给综合能源系统的灵活安全运行带来了挑战.为了减小新能源和负荷不确定性对系统的影响,同时提升系统的功率平抑能力,提出了考虑多能灵活性的综合能源系统多时间尺度优化调度策略.首先,在日前调度中建立多能灵活性状态方程,以日运行成本最小为目标,构建...     

光伏发电系统建模及关键技术分析

本文运用Matlab建立了单相光伏发电并网不可调度系统的软件模型,包括光伏电池部分、直流升压器、PWM逆变器,并分析和建立了最大功率点跟踪（MPPT）模块和锁相环（PLL）模块。最大功率点跟踪方案采用了变步长的扰动观察法,有效缓解了固定步长的扰动观察法中快速和损耗之间的矛盾。锁相环模块采用软件锁相,采集电网电压和电流的相位信号并通过指令电流的控制实现锁相。最后对系统在独立供电和并网供电两种不同工作方式下进行了建模仿真和对比分析。     

基于两级式变流器混合储能系统的应用

为提高诸如光伏、风力等可再生能源发电功率的可控性,避免由于外界环境变化引起的功率波动对电网的负面影响,提出一种基于两级式储能变流器的混合储能系统,采用PQ控制策略平抑可再生能源功率波动的方案。通过低通滤波算法估算混合储能系统的能量补偿,进一步设计控制器,精确控制储能系统的能量流向,达到储能系统与电网之间及时准确的能量交换。以光伏发电为应用背景,在MATLAB/SIMULINK中搭建混合储能系统模型。仿真结果表明:该方法使得光伏发电模块输出功率平缓,起到了平抑效果,可以满足电力系统实时调度的要求。     

风光协调发电系统有功控制策略研究

随着全球能源化石型能源的日益枯竭,以风电、太阳能为代表的新能源发电技术取得了显著的发展,发电系统原先单一的能源组成型式发展成多能源组成的混合型发电系统.本文基于风光协调发电系统的基本结构,提出了风光协调发电系统的有功控制策略,该策略从功率平滑控制、功率跟踪控制、频率调节控制三方面展开研究,能够实现风电、太阳能独立控制和...     

基于混合模块化多电平变换器的储能铁路功率调节器及其控制策略

针对电气化铁路系统具有负序、无功补偿能力和回收制动能量功能的装置存在成本高、控制不灵活的问题,本文提出了一种基于混合模块化多电平变换器(HMMC)的储能铁路功率调节器(RPC)拓扑及其控制策略。该拓扑可以灵活配置模块化多电平变换器各桥臂的储能子模块数目,同时储能子模块中RPC侧半桥变换器和储能系统侧半桥变换器控制独立,具有成本低、控制简单的特点。通过改进补偿电流指令生成方法,对储能电池采用直接电流控制并在均衡控制中前馈电池电流信息,能够灵活独立地控制各储能子模块的储能功率并维持子模块电容电压稳定;通过储能功率调配策略给定各储能子模块储能功率以充分利用储能系统容量,实现了负序、无功补偿和机车制动能量存储的目的。仿真结果验证了拓扑和控制策略的正确性和有效性。     

风电场功率控制一体化监控系统开发与应用

大型风电场监控系统冗杂且相互独立,在应用中形成以各自系统为边界的信息孤岛,导致风电场控制效率低、可靠性差和操作维护困难诸多问题。基于多模块一体化集成技术、统一指令控制技术以及功率控制技术,实现了风电场功率控制、能量管理以及风机监控等不同功能模块的融合统一,优化了风电场监控系统结构。开发了风电场功率控制一体化监控系统,通过现场实际应用,验证了系统的可靠性、经济性。     

光伏发电系统多模式接入直流微电网及控制方法

对接入直流微电网的光伏发电系统提出三种工作模式,即最大功率点跟踪控制模式、恒压模式和恒功率模式。在最大功率点跟踪控制模式时,采用一种变步长的扰动观察法实现最大功率点跟踪。在恒压模式时,采用PI控制实现恒压控制。在恒功率模式时,采用PI控制实现恒功率控制。当判断出不能实现恒压或恒功率控制时,切换到最大功率点跟踪控制模式,并通知能量管理器,能量管理器通过储能装置调度或负荷调度来镇定直流母线电压。从而使光伏发电系统对能量管理器来说是一个受限的可控源,有助于直流微电网的稳定运行。对所提出的多种工作模式及控制方法进行了仿真,结果表明,所提方法能使光伏发电系统运行于多种工作模式,并能实现相应的控制目标及模式切换,使光伏发电系统变为一个受限的可控源。     

多目标电能质量调节装置

提出了一种新颖三相并联型多目标电能质量调节装置主电路拓扑。基于模块功能差异化的思想,分为基波功率模块和谐波功率模块,基波模块可调节输出功率;谐波功率模块可对谐波电流进行补偿。通过设计装置正常情况下投入和退出的流程图。建立了基于PSCAD/EMTDC软件平台的仿真模型,并对装置谐波电流补偿和功率调节进行了分析及仿真研究,结果表明主电路拓扑及控制策略的可行性和有效性。     

交通能源互联网体系架构及关键技术

在能源互联网的发展背景下,基于能源互联网的特征,针对电气化交通系统的分布及负荷特性以及存在的问题,构建了交通能源互联网。首先阐述了交通能源互联网的体系架构,通过"源–网–荷–储"系统、传感与通信网络、大数据与云计算以及应用服务平台,实现横向多源互补与纵向"源–网–荷–储"协调。其次阐述了交通能源互联网的关键技术,通过"源–荷–储"协同规划对系统进行统一的规划,通过"源–荷–储"协同运行与控制对系统实现系统功率的动态平衡,构建中压直流牵引供电系统实现可再生能源、储能电源等的即插即用,运用先进储能技术平抑发电–负荷之间的供需差异,通过多级协调式能量管理系统,对系统的能量流进行分级协调管理。最后,以成都未来交通系统发展为背景,阐述了成都市交通能源互联网的协同规划与调度。     

多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现.提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法.该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感一电感一电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率.推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证.仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率.     

模块化多电平电池储能系统功率控制与均衡策略研究

大量可再生能源接入电网会影响电网的稳定性和电能质量。电池储能系统作为可再生能源与电网间传递电能的接口,具有平抑功率波动、调频调压、提高电网运行稳定性的作用。基于模块化多电平变流器（modular multi-level converter,MMC）的电池储能系统（battery energy storage system,BESS）有利于削弱电池不一致性所引起的短板效应,通过功率控制实现电池模块间的均衡。该文分析了MMC-BESS的拓扑结构;针对MMC-BESS的直流侧、交流侧建立数学模型,通过控制能量的流动,提出一种对直流侧和交流侧的功率控制策略,以解决相间SOC均衡、桥臂SOC均衡、子模块间SOC均衡的问题,避免电池过充、过放,提高电池利用率;通过仿真模型验证了所提控制策略的有效性。     

双馈风电系统参与频率调节的小扰动稳定性分析

为了分析风电系统并网后对电网频率的影响,建立考虑调频的双馈风电系统小扰动稳定性分析的数学模型.根据风速的变化,研究功率控制策略,额定风速以下采用最大功率追踪控制,实现输出功率最大;额定风速以上采用恒功率控制,保证整个系统安全稳定地运行;考虑负荷动态模型时,分析风速变化对系统特征值的影响;利用Matlab建模进行时域仿真.理论研究和仿真结果表明,在全风速变化区间,能实现输出功率调节,系统能保持较好的小扰动稳定;增加频率调节环节后,风电系统在一定程度上能参与电网频率调节,有效地改善电网的频率特性,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性.     

三端柔性环网控制装置的功率调度模型与边界条件研究

应用柔性环网控制装置将多个交流配电网互联形成环网,具有实现系统有功无功独立解耦控制、提高系统安全性、降低运行风险等优点。基于此提出了一种三端柔性环网控制装置的功率模型和边界条件,用于配电网的功率调度。首先,通过搭建用于调度的三端柔性环网控制装置的模型,得到其功率关系式。然后,对功率调度的边界条件进行了理论分析,通过理想化模型得到了工程实践中所需的功率调度范围,同时建立了考虑综合安全边界条件的功率调度模式。针对两种情况,提出了能够满足不同条件的功率分配结果。最后,通过仿真结果,验证了三端柔性环网控制装置功率调度模型与边界条件的有效性。     

光伏电站功率快速控制应用研究

分析了光伏发电与电网稳定的矛盾,研究光伏发电特性和逆变器功率快速调节潜力,提出光伏电站快速功率调节助力电网稳定的原则。针对现有光伏电站通讯结构,逆变器功率控制算法进行研究,提出一种实现光伏电站整体功率快速控制应用的方案。从电站通讯系统架构、逆变器功率快速控制算法、有功快速控制与最大功率跟踪之间矛盾的解决方法等几个方面对方案进行了详细介绍。通过实际光伏电站现场的单机试验和全站试验,验证了应用方案的可行性。     

可并网蓄电池供电系统与功率调节的控制集成

研究了一种蓄电池供电系统的设计方案.介绍了其整体结构工作原理、工作模式及控制约束.该设计实现了蓄电池充电、并网与功率调节一体化的控制集成.基于广义功角特性,提出了一种对逆变器输出功率进行直接控制的方法,通过三绕组变压器实现控制功率传输方向和大小.该控制规律对直流储能装置的参数具有很强的鲁棒性,因而该控制器能适应各种不同参数的蓄电池、太阳能电池板等,成为蓄电池供电系统与功率调节的独立装置.     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调节能力分析

研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC各部分的功率运行曲面，为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，用q轴分量控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使UPFC有良好的潮流调节性能。     

实时电力交易下的新能源电网能量管理策略

新能源微电网由多种分布式能量源组成,并具有不同动态特性和多样的能源管理需求,其能量管理是十分复杂的问题。为了提高微电网能源供应的经济效益和环境效益,文中针对由多分布式能源组成的微电网、考虑实时电力交易,提出了能源管理优化策略。该研究针对各分布式能源的运行特性和约束条件,构建了实时交易下的微电网的运行成本和污染排放目标函数,并将多目标函数转换为单目标函数。采用一种改进的粒子群优化方法对目标函数进行优化,求得能量管理策略,并对各分布式能源单元进行最佳功率调度。仿真验证了该能量管理策略的有效性。     

基于能量变化的暂态频率安全紧急控制决策方法研究

从能量变化的视角,研究频率安全紧急控制决策问题。基于系统整体频率特性与系统等值同步发电机转子动能的关系,将频率安全约束转化为对系统等值同步发电机转子动能的约束。基于系统等值同步发电机转子动能变化与不平衡功率累积能量的关联,分析频率安全控制机理。研究通过控制不平衡功率累积能量实现频率安全控制目标的控制决策方法,将以往通过控制不平衡功率,转化为暂态过程的能量控制,从而使控制决策更为灵活。通过实际电网数据仿真验证方法的正确性。     

离网式小型风电系统输出功率调节方法研究

本文对离网式小型风电系统输出功率调节方法进行了分类和研究,发现通过改变发电机负载来改变发电机输出功率的直接控制负载功率法更为简单和有效。仿真实验表明,直接控制负载功率法在离网式小型风电系统中能够很好的实现对输出功率的调节。