基于线路阻抗补偿的直流微源并联均流控制策略

针对直流微电网内微源变流器间的自主均流控制及母线电压的二次跌落问题,提出一种基于线路阻抗补偿的多源均流控制策略,利用改进频率注入法的反馈机制使各变流器总等效下垂系数相等且为最小线路阻抗值,进而获得各变流器线路阻抗的补偿信息;再将主动频率注入法切换至传统下垂控制,利用所得线路阻抗补偿值刷新各变流器下垂系数,从而满足功率精...     

独立型微电网中基于虚拟阻抗的改进下垂控制

传统的下垂控制没有考虑逆变器之间线路阻抗的影响,直接应用于独立型微电网中分布式电源的控制,会影响系统的稳定性和功率均分。首先详细分析了采用传统下垂控制不能实现功率均分的原因,指出系统的线路阻抗和逆变器的额定容量成反比是传统下垂控制实现功率均分的充要条件;其次,提出了一种基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略,引入虚拟电抗削弱线路阻抗模型中的阻性成分带来的功率耦合,引入系统电压反馈,通过改进电压/无功下垂控制解决线路阻抗不平衡带来的无功功率均分问题。采用该下垂控制能够实现系统功率的准确均分,并且改善系统的供电质量。仿真结果验证了该控制算法的有效性。     

微电网中的线路阻抗测量方法研究

微网是解决大规模分布式发电并网的有效方法,微网中逆变器的功率均分及微网系统的建模及稳定性分析是目前的研究热点。要实现微网逆变器功率均分控制和建立微网系统精确模型,微网中馈线阻抗是不可缺少的重要参数,现有多种线路阻抗实时测量方法基本是基于分布式发电或者大电力系统应用考虑,在微电网中应用受到限制。分析了现有的阻抗测量方法的优缺点,针对现有线路阻抗测量技术存在的不足和应用场合限制,提出一种基于MGCC协调控制的,适用于微网中应用的线路阻抗测量方法。文章针对所提的测量方法进行了理论分析和仿真验证,证明了所提方案的可行性。     

微电网中基于复合虚拟阻抗的同步电压源控制策略研究

传统的基于下垂特性曲线的同步电压源控制没有考虑分布式电源之间线路阻抗的影响,直接应用于微电网中分布式电源的控制,会影响系统的稳定性和功率均分。本文提出了一种基于复合虚拟阻抗的改进同步电压源控制,引入复合虚拟阻抗削弱线路阻抗模型中阻性成分带来的功率耦合,引入公共负荷点电压反馈,通过改进电压/无功下垂控制解决线路阻抗标么值不等带来的无功功率均分问题。采用改进的同步电压源控制能够实现系统功率的准确均分,并且改善系统的供电质量。仿真结果验证了本文控制算法的有效性。     

基于线路阻抗辨识的微电网无功均分改进下垂控制策略EI北大核心CSCD

在孤岛运行的微电网中,分布式电源(DG)以并联方式运行,在其等效线路阻抗不匹配的情况下,传统的下垂控制难以按无功功率-电压的下垂方式对无功功率进行合理分配。为此,提出了一种基于线路辨识的改进下垂控制来消除无功功率分配的偏差。首先,详细分析了线路参数对传统下垂控制效果的影响;其次,针对单个分布式电源,构建了基于本地信号的线路观测环节,以对分布式电源的连接等效线路阻抗进行精确辨识,并在传统下垂控制中基于线路辨识结果加入了电压补偿项,使它在等效线路阻抗不匹配时,仍能保持无功功率的合理分配;最后,将提出的改进下垂控制策略应用于一个典型的微电网系统,并利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提方法在多工况下的正确性和有效性。仿真结果表明:所提出的主动线路观测器可基于本地信号较精确地辨识出等效线路阻抗的实际值,基于该线路辨识结果,可有效对DG等效连接线路的不匹配电压降进行补偿,从而实现无功功率的合理分配;该改进方案无需依靠实时通信系统交换各DG源间的信息,也不需要利用中央控制器发送同步信号来保持改进控制启动的同步性。研究结果证明了所提改进下垂控制策略的有效性。     

孤岛微电网自适应虚拟阻抗控制策略

受到馈线阻抗不匹配等因素的影响,孤岛微电网在传统的下垂控制下难以按照下垂系数合理分配负载无功功率。为了提高孤岛微电网无功功率分配精度,本文提出一种自适应虚拟阻抗控制策略。该策略根据由通信获取的无功功率参考值自适应调整虚拟阻抗的大小,以补偿馈线间电压降的不匹配,从而实现精确的无功功率均分。该策略不需要测量馈线阻抗参数且对通信的可靠性要求不高。当自适应虚拟阻抗在当前负载条件下已经调节完成时,即使通信中断也能实现精确的无功功率均分。若通信中断时负载发生变化,无功分配精度会降低,但仍优于传统的下垂控制策略。在Matlab/Simulink中建立了20 kV·A微电网模型,通过仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

基于主动频率注入的直流微电网功率分配策略

针对传统下垂控制在母线电压稳定和输出电流精确分配上存在矛盾的问题,提出了一种基于交流小信号注入的直流微电网自适应虚拟阻抗控制策略.首先,在变换器输出直流电压上叠加低频交流小信号,使注入信号频率与输出电流产生下垂特性,并利用交流有功功率自适应调节虚拟阻抗.然后,设计了切换环节,稳态时切换为下垂控制,利用控制频率得到的稳态...     

基于单脉冲注入的直流微电网线路阻抗检测

为解决直流微电网中线路阻抗对传统下垂控制造成的影响,基于直流微电网系统结构特点,提出了一种主动阻抗检测方法,即通过主动注入单脉冲扰动,检测变换器输出电压、电流变化,获得线路阻抗信息,进而对下垂系数进行补偿,最终改善负荷分配精度和母线电压电能质量。由于该方法属于主动测量法,因此对电能质量影响微小并可控。最后通过仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于功率下垂特性的直流微电网分布式控制

针对直流微电网传统的下垂控制微源间功率分配不均导致系统环流以及直流母线电压偏移造成系统不稳定等问题,提出了一种基于功率下垂特性的直流微电网分布式控制.该方法通过引入微源输出电压、输出功率标幺值来效验微源的输出功率,确定各微源的运行条件,从而实现负载功率按照分配功率与额定功率成比例的方法精确分配,减少了系统环流;通过增加...     

基于线路阻抗补偿的互联变流器控制策略

为了解决线路阻抗压降导致互联变流器(IC)传输功率存在偏差的问题,文中提出一种基于线路阻抗补偿的控制策略.首先,该方法借助交流母线处的变换器,向IC侧注入一定频率的谐波,其谐波频率与注入时刻母线电压存在一定函数关系,并在IC侧通过滤波器和锁相环得到谐波频率,结合IC侧的本地功率和电压,获取线路阻抗.然后,在线路阻抗检测...     

基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制

在直流微电网中,传统下垂控制存在功率均分和母线电压控制不能同时兼顾的矛盾。针对这一问题,研究了带阻性负载直流微网系统,提出基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制策略。该策略包括一次、二次和电流一致性控制。引入输出电容电压反馈构成一次控制,参考电压补偿和下垂系数修正构成二次控制。各分布式电源间仅相邻变换器交换电流信息,通过电流一致性迭代控制和一次、二次控制结合,在保障输出功率均分的同时,消除了直流母线电压偏差。为验证该策略的控制有效性,对系统进行小信号建模理论分析,分析控制参数变化对系统稳定性的影响,最后进行了仿真验证。理论分析与仿真结果表明,该控制策略在微网结构改变时,也能保证系统稳定,自适应完成直流微网功率均分和母线电压控制目标。     

基于虚拟直流机的直流微电网电压稳定控制策略

针对大量恒功率负荷接入直流微电网致使直流微电网失稳的问题,提出了一种基于虚拟直流机(VDCM)的直流微电网电压稳定控制策略。控制策略以储能双向DC/DC变流器为研究对象,基于直流电机原理,以电感电流为反馈量在传统下垂控制的基础上引入VDCM环节,增强系统阻尼,降低恒功率负荷对系统稳定性的影响。通过建立所提控制策略下的直流微电网小信号模型,利用阻抗匹配原则分析相关参数变化时系统的稳定性,并将其与传统的VDCM控制策略进行对比。最后,搭建仿真模型和硬件实验平台,验证所提控制策略的有效性。结果表明：所提控制策略使变流器具备了直流电机的惯量和阻尼特性,在提升系统稳定性的同时,也在一定程度上改善了系统动态响应性能,且其控制效果优于传统的VDCM控制策略。     

基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略

直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分。直流系统故障时,冲击电流上升速度快,可供保护获取的数据信息极少,严重影响直流保护的故障诊断。将电力电子变流器的故障控制与保护相结合,提出了一种基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略,通过增加AC-DC变流器的故障控制模块,使其具有主动注入短路电流的能力,进一步协同直流保护装置,实现对故障位置的准确识别和快速隔离。同时,各变流器还能基于本地电压和探测电流信息自动诊断故障消除情况,以快速恢复系统运行。基于实时数字仿真平台的仿真结果表明,所提策略能够在故障发生后100 ms内完成故障定位与隔离,大幅降低了对系统供电的影响,具有一定的工程应用价值。     

基于线路电流二阶导数的中压直流系统故障识别方法

直流线路故障的快速有效识别是基于电压源型换流器的中压直流配电系统发展的关键技术之一。直流线路故障电流上升十分迅速,系统中电力电子器件过载能力小。因此以串入直流线路限流电感的中压直流配电系统为基础,分析直流系统的故障特性,在此基础上提出基于线路电流二阶导数的中压直流配电系统直流线路故障快速识别方案。该方案能够实现故障侧、故障类型及故障线路极性的快速识别,进而实现对线路的保护。最后基于Matlab验证了所提故障检测方案的有效性,并与基于线路电流一阶导数的故障检测方案进行了对比。仿真结果表明所提方法在故障电阻、故障距离及负载发生变化的情况下仍可实现直流线路故障的快速准确检测,且相比基于线路电流一阶导数的直流线路故障检测方案具有更好的选择性。     

基于动态虚拟阻抗的低压微电网下垂控制策略

传统的下垂控制策略已无法适用于线路阻感比较大的低压微电网。加入虚拟阻抗能改善线路阻感比,提高运行稳定性,但也导致了电压降落过大。其虚拟阻抗值的设定受系统阻抗值实际测量难度及随线路投切的影响,亦无法确定。因此,提出了一种基于动态虚拟阻抗的改进控制策略。设计的动态虚拟阻抗随负载电流和电压降落幅值而变化,虚拟阻抗值在动态虚拟阻抗环的作用下,不断自适应地调整取值,解决了虚拟阻抗值无法确定的问题。在满足系统稳定性的同时,减少了线路电压降落,抑制了系统环流,改善了系统的电能质量。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性及有效性。     

基于Pearson相关系数与广义S变换的低压直流微电网的故障选线方法

针对低压直流微电网线路的故障选线方法的研究有限,提出一种基于Pearson相关系数与广义S变换的故障选线方法。首先,介绍了低压直流微电网的一般组成。在此基础上,研究了低压直流微电网的单极故障以及极间故障的故障特征,提出选线方法,对各线路正负极首末端电流差进行Pearson相关系数计算来确定故障线路。然后对所选故障线路正负线路首端的电流量进行广义S变换,计算出其能量和的比值判别故障极性或者极间故障。最后,在PSCAD/EMTDC 中搭建出低压直流微电网模型以输出各线路电流数据,并利用Matlab对数据进行仿真。结果表明,所提选线方法直接有效,且耐受过渡电阻的能力较强。     

基于数据驱动的直流微电网虚假数据注入攻击快速防御策略

基于分布式控制的直流微电网是一种典型的信息物理系统,攻击者可在信息层利用虚假数据注入攻击(FDIA)的方式使微电网偏离运行目标,从而影响微电网的供电质量.为此,分析了虚假数据的作用途径,对虚假数据的不利影响进行了机理性解释与建模,提出了一种基于数据驱动的FDIA快速防御策略.通过离线学习、在线判断直流微电网的暂态扰动过...     

基于蓄电池容量检测的孤岛微电网频率控制

频率恒定控制是孤岛型微电网控制的难点之一。储能装置可以增加微电网的发电惯性、补偿部分微源发电的间歇性与不可预测性,是微电网可靠运行的关键设备。提出了基于储能设备容量检测的微电网频率恒定控制策略,该策略以储能荷电状态及微电网内部的功率动态变化为参考,利用储能的短时过载特性,实时优化控制策略,从而保证频率恒定。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对提出的控制方案进行仿真分析,验证了控制策略的合理性与有效性。     

零序非工频分量注入式微电网接地故障保护方案

微电网中含有大量的分布式电源,且具有很多不同于传统配电网的特点,传统配电网中的保护方案难以满足其对可靠性与稳定性的要求。基于微电网的结构和故障特点,建立了含多个逆变型分布式电源的微电网故障网络模型,提出了一种基于零序非工频分量注入的微电网接地故障保护方案。该方案利用注入的零序非工频电流产生的故障特征,能够正确识别并切除微电网内部的各类接地故障,且同时适用于并网和孤岛2种运行方式。最后,在PSCAD/EMTDC软件中进行了仿真分析,结果验证了所提保护方案的有效性与可靠性。     

基于增益阻抗理论的故障选线方法

基于增益阻抗概念,提出了一种全新而有效的解决中性点非有效接地系统单相接地选线问题的方法:即利用单相接地故障过程中产生的暂态扰动来寻求非故障侧的增益阻抗,借助该阻抗和相应判据实现故障线路的判定。如果故障发生在测量点上游,测得的增益阻抗为下游等效阻抗;如果故障发生在下游,则增益阻抗为上游等效阻抗的负值。借助等效序网论证了采用零序增益阻抗具有更强的可实施性,进而针对中性点不接地系统和谐振接地系统分别推导出了基于基波和五次谐波零序增益阻抗的单相接地故障选线判据。大量仿真和动模实验结果都验证了该方法的有效性。该方法物理概念明确,实施简单。