微电网孤岛运行下垂控制分析及仿真

微电网一般有并网和孤岛运行,并网运行一般采用功率解耦控制,其网络电压和频率由大电网决定,而孤岛运行时,网内电源决定微电网的电压和频率。由于一次能源波动和负载波动,为了维持微电网电压和频率稳定,采用电压频率下垂控制,分析了下垂控制的基本理论,给出应用下垂控制的微电网仿真波形。     

微电网并网与孤岛运行方式转换方法

微电网的并网和孤岛2种运行方式的正确运用对提高重要负荷的供电可靠性至关重要。研究微电网的并网与孤岛运行方式之间的转换,提出一种通过连续监测大电网侧与微电网侧的电压相角和幅值的变化判断微电网运行状况进而自动转换运行方式的方法。采用PSCAD/EMTDC软件对以微型燃气轮机和燃料电池作为分布式电源的微电网进行仿真研究。仿真实验结果表明,在计划或者故障引起的切换情况下,所提微电网运行方式自动转换方法能够实现微电网运行方式的平稳过渡。     

微电网孤岛运行混合储能自适应控制策略

蓄电池/超级电容器混合储能系统综合了超级电容器高功率密度和蓄电池高能量密度的优势,是储能技术未来发展方向之一。针对平抑微电网直流母线电压波动的应用需求,研究了蓄电池/超级电容器混合储能系统,建立了微电网孤岛运行状态混合储能系统等效电路模型。为充分保证混合储能系统整体性能,提出一种主从双环结构自适应控制策略,系统依据所设置的不同开环截止频率,对母线功率波动进行自适应响应,完成上层的功率自适应调节并使之平衡。针对负载电流不易测量的问题,提出基于扩张状态观测器的方法对其进行虚拟测量。仿真分析结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

用于微电网孤岛运行的逆变电源控制方法

阐述了微电网孤岛运行时对逆变电源的要求,提出了一种基于同步发电机数学模型的逆变电源控制策略,并借鉴传统电力系统中频率及电压幅值控制方法,设计了微网系统的功率平衡及频率幅值控制方法.文中采用一次调频和二次调频实现负荷有功功率变化时所有微源间变化功率的合理分配,维持系统频率的稳定;电压调节器通过调节励磁电压,维持输出电压的...     

微网系统并网/孤岛运行模式无缝切换控制策略

对于采用主从控制策略的微网系统,如何实现并网/孤岛工作模式之间的无缝切换是一项亟待克服的技术难点。首先介绍微网系统的基本结构和工作模式,结合微网系统并网/孤岛工作模式切换时的工作特征,提出一种改进的电压环调节器结构。即根据能量守恒原则,在工作模式切换前预先估算并设置调节器的输出需求,可较好地解决切换过程中微网母线电压的震荡和电流冲击等问题。其次,提出一种适合微网的软件锁相方法,保证各种切换条件下微网母线电压相位的连续性和平顺性,为不同工作模式间的无缝切换奠定基础,并对储能变流器的控制参数进行了优化设计。最后,建立微网系统的仿真模型和完善的实验验证平台,仿真和实验结果共同验证了所提控制策略和锁相方法的有效性和优越性。     

微型电网联网和孤岛运行控制方式初探

简要介绍了微型电网的相关概念,然后在理论分析的基础之上,介绍和分析了微型电网在联网运行和孤岛运行时的控制方式.使用Matlab建立了微型电网的基本模型,并基于所提出的控制方式,对微型电网联网运行和孤岛运行状态进行了仿真分析,结果表明所提出的控制方式的正确性.     

微型电网联网和孤岛运行控制方式初探

简要介绍了微型电网的相关概念,然后在理论分析的基础之上,介绍和分析了微型电网在联网运行和孤岛运行时的控制方式。使用Matlab建立了微型电网的基本模型,并基于所提出的控制方式,对微型电网联网运行和孤岛运行状态进行了仿真分析,结果表明所提出的控制方式的正确性。     

孤岛运行模式下微网的稳定控制仿真分析

为了更好地分析微网系统的稳定特性及影响因素,基于PSCAD／EMTDC建立了孤岛微网系统的动态仿真模型,针对微网恒频恒压控制、高周切机、切负荷控制等措施下的系统特性进行仿真试验,结果显示：孤岛运行时微网系统整体稳定性较差,系统抗扰动能力弱,当系统发生扰动或故障时,须保证充裕的旋转备用容量或采取快速稳定控制措施才能保持系统稳定运行。同时提出了相应改进措施及建议。     

基于孤岛运行方式的燃机发变组保护及控制分析

介绍了9F燃机的电气主接线方式和运行特点,指出了正向低功率保护作为闭锁条件应用于燃机控制系统保护跳闸的优点,分析了发电机低频、过频和失步等保护可动作于孤岛运行,发电机低频、过频、逆功率和失磁等保护在起动过程需要闭锁,给出了低频率过电流保护、逆功率保护等具有燃机特色的保护定值,综合实际情况提出了起动孤岛运行的判据,并对孤岛运行方式下的保护出口方式、励磁及调速控制方式进行了介绍。     

孤岛微电网电流同步U-I下垂控制方法

采用电压-电流(U-I)下垂控制的孤岛微电网系统始终运行于工频频率,避免了传统下垂控制存在的频率偏差及频率越限问题,但电源间易产生环流,功率分配精度差。为此,提出电流同步U-I下垂控制方法,该方法由电流同步控制及U-I幅值下垂控制两部分构成。前者通过调节输出电压相角使各电源输出电流相角一致,以抑制电源间环流;后者依据输出电流的幅值调节输出电压的幅值,使各电源出力依据自身容量分配。在此基础上,建立双端系统的小信号模型,分析电流同步控制环路中控制参数对系统稳定性的影响,为参数设计提供依据。仿真及实验结果表明,相比U-I下垂控制,所提方法的系统环流减小50%以上,电压畸变率改善近10%,电源间功率分配精度及系统电能质量均得到明显提升。     

孤岛模式下模糊控制与势函数法在微电网中的联合控制策略

针对传统微电网孤岛模式下无功下垂特性的不精确性、负荷电压对多微电源存在时运行参数存在耦合等情况,提出构造势函数优化无功出力分配的策略。分析了分布式电源无功输出与空载电压的关系,并建立两者之间的势函数关系;同时对下垂增益过程进行模糊控制,降低不稳定因素对无功出力分配关系的影响。通过Maflab／Simu．1ink建立模型,仿真结果表明了所提方案的有效性。     

Modified vector controlled DFIG windenergy system based on barrier functionadaptive sliding mode control

Increased penetration of wind energy systems has serious concerns on power system stability. In spite of several advantages, doubly fed induction generator (DFIG) based wind energy systems are very sensitive to grid disturbances. DFIG system with conventional vector control is not robust to disturbances as it is based on PI controllers. The objective of this paper is to design a new vector control that is robust to external disturbances. To achieve this, inner current loop of the conventional vector control is replaced with sliding mode control. In order to avoid chattering effect and achieve finite time convergence, the control gains are selected based on positive semi-definite barrier function. The proposed barrier function adaptive sliding mode (BFASMC) is evaluated by testing it on a benchmark multi-machine power system model under various operating conditions. The simulated results show that the proposed method is robust to various disturbances.     

基于CAN总线的微网控制方法研究

微网是一种将各种小型分布式电源组合起来为小范围负荷进行供电的微型电网,具有结构灵活、可靠性高的基本优势。微网具有两种运行形式,一种是孤岛形式,一种是并网联接形式。为了提高这两种运行形式的稳定性,设计一种合理的微网控制方法是微网大范围推广的前提。以ATmegal6为核心,CAN总线为底层通信方式,实现了对微网的控制。为了进一步提高控制的精确度,采用基于下垂特性的P-f、Q-V与PQ控制方法相结合的控制策略。三种方式的结合可以实现负荷功率变化时功率的平衡共享,还可以解决微网无功和有功的有效控制的问题。     

基于单机等值与选择模态分析的风电场等值建模方法

随着风电接入电网容量的不断增加,风电接入对系统稳定性的影响愈发明显。因此构建合理的风电场并网模型对研究含风电场电力系统的动态特性具有重要意义。针对风电场的详细建模常常带来模型阶数过高、仿真时间过长等问题,提出了一种基于单机等值与选择模态分析的风电场等值建模方法。该建模方法首先对多台风机进行聚合等效,然后在单机等值聚合模型基础上,应用选择模态分析的方法,进一步降低模型阶数。数值仿真结果表明,该动态等值方法不仅可实现不同风速下多台风机的等值,还能够近似还原多风机系统原始的稳态与暂态行为,从而在风电场并网分析中可显著减小模型阶数,提高计算速度。     

计及控制策略的并网型微电网可靠性评估

当上层配电网故障或电能质量不满足要求时,微电网可通过控制策略切换等调度各微电源的出力,实现微电网孤岛运行。孤岛运行时,不同控制策略直接影响微电网的供电可靠性。通过对微电网最常见的两种控制策略（主从型和对等型）的分析,建立了计及控制策略的并网型微电网功率模型;通过对上层配电网进行最小路等值,建立微电网不同控制策略下的故障影响矩阵,提出了基于时序蒙特卡洛的并网型微电网可靠性评估方法。以此方法对改进的IEEE-RBTS系统进行可靠性评估,分析了两种控制策略对配电网可靠性指标的影响。算例表明：微电网加入配电网后可改善系统可靠性性能;对等型微电网比主从型微电网的可靠性要高。     

电网电压不对称跌落时DFIG的控制策略研究

相比于对称故障,不对称故障时双馈风力发电机(Doubly Fed Induction Generators, DFIG)的电磁暂态过程更为复杂,对DFIG造成的危害也越大。从电网电压不对称跌落时DFIG的电磁暂态过程入手,分析了DFIG各电磁量产生二倍频波动和过电流的直接原因。在此基础上,提出了一种电网电压不对称跌落时转子侧变换器(Rotor Side Converter, RSC)的转子电压补偿控制策略,通过控制RSC交流侧的输出电压,对转子暂态电动势和负序电动势进行补偿。该控制策略可在电网轻度不对称故障时有效消除转子电流二倍频波动;在电网严重不对称故障时最大限度地减小转子电流冲击,增强DFIG的低电压穿越能力。此外,根据转子侧变换器的电压容量,对补偿控制策略的完全补偿范围进行了分析。仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

基于灵敏度分析的并网型微电网容量优化配置

微电网优化设计是一类全生命周期的多目标优化问题。既要从多种配置方案中寻找最优方案,又要考察优化方案全生命周期的适应性。文中提出了一种基于灵敏度分析的微电网容量优化配置思想。根据待建微电网所处的地域风光等资源分布特点,建立多种微电网候选配置方案。采用拟合法建立优化目标与关键因素之间的函数关系,求出优化目标对这些关键因素的灵敏度。根据灵敏度大小判断关键因素变化对优化结果的影响程度,获得微电网全生命周期适应性优化配置方案。以某微电网示范工程为例,采用该方法进行了优化设计,验证了该方法的可行性。     

双馈风力发电机的精确线性化解耦控制

针对基于近似线性化模型的双闭环矢量控制稳定性差、抗扰能力弱的缺点,应用多变量非线性控制理论,对并网型双馈风力发电机进行了精确线性化解耦控制研究.在建立双馈发电机空间状态方程的基础上,运用逆系统方法将双馈发电机精确线性化成有功功率和无功功率两个一阶线性子系统,并运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,提出了并网型双馈风力发电机的逆系统内模控制策略,并进行了实验验证.结果表明,该控制策略可以实现双馈发电机有功功率和无功功率的完全解耦,并具有更高的控制精确度和稳定性.     

新型双Buck并网逆变器及其双二阶滑模控制

为了解决双Buck逆变器直流输入利用率低、磁件体积重量大的缺陷,提出一种新型双Buck全桥并网逆变器拓扑,所用器件较少,结构简单;且为使该新型拓扑输出高质量的并网电压和电流,采取以电容电压和电感电流双二阶的滑模控制策略.分析新型拓扑的工作模式和等效电路,给出双二阶滑模控制器的设计过程.仿真与实验结果表明,采用双二阶滑模控制策略下的新型双Buck全桥并网逆变器能够具有很好的动态和稳态性能,且输出的并网电压谐波畸变率小,对直流输入和电网电压扰动的抑制能力强,适应于新能源发电的并网.