微电网分布式协同控制策略研究

当微电网切换到孤岛运行状态时,一般通过一次的下垂控制调整其电压和频率的稳定,但这时微电网中的各个分布式电源还会存在电压和频率的偏差。提出一种分布式二次控制策略,能够恢复电压和频率值到给定参考值并实现有功功率均分。将微电网看成多智能体系统,其中分布式电源间的通信网络用有向图来描述。考虑到实际应用中对控制变量的限制,给出了一种输入有界情况下的同步跟踪算法,在理论上证明了系统的稳定性,并由仿真实例验证了算法的有效性。     

微电网分布式电源的分层控制策略研究

研究了分布式电源接入对微电网的影响,提出了微电网分布式电源的分层控制方法,实现了对微电网电压与功率的控制.根据微电网可以孤岛和并网运行的特性,采用两层控制方法.初级控制采用改进下垂控制方法,给出了基于电压外环、电流内环和功率环等的反馈控制器.二级控制通过初级控制信号重新控制逆变器的输出电压幅值和频率,使之重新达到平衡,能够实现系统运行的稳定.通过Matlab/simulink仿真,分析了微电网运行中各分布式电源的功率、电压和频率的变化规律,结果表明了微电网中分布式电源分层控制策略的有效性.     

直流微电网中分布式储能并联控制策略

针对分布式储能系统的并联控制问题进行了深入研究。采用传统电压型下垂控制策略时,分布式储能单元之间线路阻抗耦合度很高,并联控制效果较差。针对电压型下垂控制策略的不足,提出新型主从下垂控制策略,实现了分布式储能系统线路阻抗的完全解耦,提高了系统并联控制精度。同时,提出了主从下垂控制器的实现方法并给出了系统关键控制参数的计算方法。最后,进行了实验验证,实验结果证明了所提主从下垂控制策略的合理性和正确性。     

自治直流微电网分布式经济下垂控制策略

经济下垂控制策略由于考虑了并联机组发电成本、运行效率、治污成本等因素,有效地解决了传统下垂控制策略运行成本高、效率低的问题。该文鉴于已有经济下垂控制策略的不足,提出了一种分布式经济下垂控制策略。该策略利用分布式一致性算法迭代寻找发电单元的最优经济运行点,并同时改变下垂控制的系数,使得收敛后微电网总的运行成本最低。文中所提的分布式策略兼具集中控制及自治控制的优点,由于没有中心控制器,增加了控制的鲁棒性及灵活性。利用Matlab/Simulink搭建具有不同运行成本单元的直流微电网模型,在JADE平台上开发所提策略,通过联合仿真验证了控制策略的有效性。对延时的影响进行了详细分析,并提出了相应的解决措施;设计了节点的投退协议,仿真验证了所提策略的即插即用特性。     

含多种分布式电源的微电网控制策略

针对微电网的并网与孤岛运行方式以及2种运行方式之间的转换,提出了一种含多种分布式电源的微电网控制策略.该控制策略中微电网中心控制器连续监测微电网和大电网的运行状态并对微电网进行统一的协调控制:对于并网运行的微电网,当检测到孤岛状态时立即切换到孤岛运行控制方式:对于孤岛运行的微电网,通过选择主调频电源实现微电网频率的无差调节,避免了下垂控制产生的频率偏差:微电网重新并网时,通过采用电压灵敏度分析方法调节并网接口处的电压幅值并监视与大电网的电压相位差,实现微电网运行方式的平稳切换.采用PSCAD/EMTDC软件对含多种分布式电源的微电网进行仿真分析.仿真结果表明,提出的控制策略能够维持微电网的稳定运行,并能实现微电网并网与孤岛运行方式的平稳过渡.     

一种微电网分布式电源新型控制策略

针对分布式电源不具有惯性使得微电网控制困难的问题,引入了虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术,设计了基于VSG算法的逆变器控制策略,并针对该控制策略存在的不足提出了一种基于VSG算法的直接功率控制策略;微电网中不同分布式电源分别采用上述2种基于VSG算法的控制策略,并分别作为组网单元和并网单元,它们控制方式不同但均具有类似同步发电机的负荷响应特性,在实现微电网虚拟惯性的同时可以达到灵活控制的目的;对微电网的协调控制进行了分析,设计了微电网频率调整和电压控制策略,针对孤岛向并网模式平滑切换,采取基于虚拟功率的预同步控制策略;最后通过MATLAB/Simulink仿真验证了该控制策略的有效性。     

直流微电网潮流控制器与分布式储能协同控制策略

针对直流微电网互联变换器提出一种能根据两端直流母线电压判断自身传输功率方向与大小的智能控制策略。该策略首先将两个直流微电网之间的互联变换器作为微电网潮流控制器(MicrogridPowerFlowController,MPFC)来控制互联线路上的潮流。然后提出一种微网自适应功率下垂控制方法使MPCF与分布式储能协同控制直流母线电压。最后使用Matlab/Simulink仿真验证该控制方法能够有效提高系统的稳定性和效率,并且能够减小因不需要的功率流动所带来的功率损耗及储能的充放电次数。     

基于多种分布式电源的微电网控制策略与仿真

微电网中的分布式电源与负荷具有分散性,根据分布式电源特点,应采用不同的控制策略设计控制器。为深入研究微电网的运行特性,首先分析了P/Q控制的有功功率和无功功率恒定输出特性及V/f下垂控制策略在孤岛运行时为微电网提供频率和电压参考的特点。之后,提出根据不同的外界环境（如日照、风速及负荷的变化）,利用Matlab/Simulink搭建微电网仿真平台,采用P/Q-V/f控制策略实现在联网运行、孤岛运行以及2种模式之间切换时对微电网的综合控制,并对其运行特性进行仿真分析,结果验证了该控制策略的可行性和正确性。     

分布式光储微电网系统并网控制策略研究

分布式光储微电网系统有效整合了分布式光伏电源和储能单元,有效改善了分布式光伏电源接入配电网产生的电能质量问题。分析了微电网的研究现状,给出了分布式微电网系统拓扑结构,并对分布式光伏电源和储能单元的特性进行了分析。针对分布式光伏微电网系统,研究了底层装置在并网模式下的控制策略,并在Matlab/ Simulink环境下搭建仿真模型,验证了底层控制策略的可行性。研究了以削峰填谷为目标的基于模糊算法的能量管理策略,根据当前所处的用电时段以及储能的SOC水平,确定能量控制策略,使光储微电网系统的运行成本最低。通过Matlab算例验证了该控制策略的有效性。     

考虑扰动影响的微电网分布式自适应控制策略

通信网络、可编程控制器的引入在为微电网控制策略设计提供便利的同时,也增加了系统遭受多种类型扰动的可能性.针对控制通道中存在的未知扰动,定量分析了扰动对基于一致性的常规微电网次级控制策略产生的不利影响.进一步,提出了一种基于自适应积分滑模的微电网次级控制策略,分析了所提分布式控制策略在扰动下的动态性能,理论证明了该策略对...     

改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源控制策略

基于电力电子换流器并网的分布式能源对微电网系统的惯性几乎没有贡献,这将成为分布式能源大规模接入微电网之后面临的新问题。虚拟同步发电机控制策略作为一种能够使含储能装置的分布式逆变电源具有虚拟惯性的方法,对改善微电网系统频率的稳定性具有重要作用。在理论推导及分析虚拟同步发电机控制与微电网关系的基础上,提出了一种改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源虚拟同步发电机整体控制策略,将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性及无功调节延迟特性引入到逆变电源的上层控制中,底层控制则根据同步发电机的并网矢量关系得到。最后,搭建了简单微电网系统的Matlab/Simulink仿真模型及物理实验平台,通过仿真和实验充分验证了所提虚拟同步发电机控制方法对微电网频率稳定性的支持作用。     

含多种分布式电源的微电网分层控制策略

随着分布式电源接入微电网数量的增加,微电网系统的稳定性受到了很大的影响;微电源的运行特性及控制方法、微电源的接人点和容量、微电网运行方式和控制方法、电力电子装置、储能设备和负荷特性等都会影响到电能质量。为了改善微电网的电能质量,提出了包括上层中心控制器及下层分布式电源信息交互的微电网分层控制策略。微电网中的分布式电源控制由下垂控制、功率控制、电压和电流控制组成。通过Matlab/simulink仿真,对微电网运行中各分布式电源的功率、电压和频率的变化规律进行了分析。仿真结果表明:分层控制策略能使各分布式电源之间较好地协调,满足了改善电能质量的要求。     

交直流混合微电网群分布式自治经济控制策略

为实现交直流混合微电网群在孤岛状态下的自治经济控制,提出一种基于离散一致性原理的分布式控制策略。该控制策略包含子微网控制与微电网群间控制2个层面。在子微网控制层面,通过在传统经济下垂控制中引入成本、频率、电压及无功分配的二次调整项,实现了子微网的自治稳定与功率经济分配;在微电网群间控制层面,通过构造基于成本微增量偏差值的换流站本地控制策略,并进一步引入基于离散一致性的二次调整项,实现了功率在不同子微网间的经济分配。2层控制策略相互配合,共同实现对交直流混合微电网群的分层–分布式自治经济控制。最后,基于所建交直流混合微电网群模型的仿真结果,验证了所提方法的有效性。     

孤岛微电网分布式电压不平衡补偿控制策略

针对不平衡负载、故障等引起的微电网公共连接点电压不平衡问题,提出了一种基于多代理系统的分布式协调电压不平衡补偿控制策略。将微电网各分布式电源等效为多代理系统中的代理,利用领导节点产生只有少数代理能够接收的补偿信号参考,公共连接点电压不平衡补偿等效为各代理节点向领导节点同步的追踪同步问题。利用线性状态反馈设计了分布式控制率。该控制策略基于一个单向通信的有向通信网络,各代理只需处理本地及相邻代理信息。该控制策略避免了对集中控制器的依赖,提高了系统的可靠性。利用一个微电网测试系统对所提控制策略进行了验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效抑制公共连接点电压不平衡度。     

含多分布式电源独立微电网的混合控制策略

针对独立微电网系统中众多的风力发电机组、柴油发电机组和蓄电池储能系统之间的复杂协调控制问题,提出了一种基于对等控制和集中控制相结合的独立微电网混合控制策略。在对等控制方法中,设计了"经济输出功率限制"模块及其算法,改进了柴油发电机组的有功频率特性,提高了多台柴油发电机组并列运行时的经济性和灵活性。基于集中控制的微电网中央控制中心从系统全局的角度对系统中各台风力发电机组和柴油发电机组的解并列、蓄电池储能系统的充放电等离散控制活动进行权衡优化,保证独立微电网系统的经济稳定、灵活高效运行控制。仿真分析了独立微电网系统在不同情况下的运行控制结果,验证了所提方法的有效性。     

一种降低通信数量的微电网分布式控制策略

建立在周期通信上的微电网二次控制存在着通信负担大的问题,为此提出了一种基于事件触发通信的分层控制策略。将每个分布式电源(DG)视为一个代理,继而整个微电网的通信网络被建模为一个连有虚拟领导者的无向图。在此基础上利用Lyapunov方法详细推导了频率、电压控制的事件触发条件函数(FETC),使得仅在误差满足触发条件时才需要在相邻DG之间进行信息传输,避免了许多不必要的通信。最后,实验结果表明相比于传统周期通信的控制方案,该策略在保证二次补偿精度的同时,大幅降低了系统的通信数量。     

微电网中分布式发电的荷电状态控制策略

微电网中分布式发电(DG)需要搭配储能模块满足持续的供电需求,如何对储能模块的SOC进行控制就非常重要。在传统下垂控制的基础上,增加了基于比例积分(PI)调节器的荷电状态(SOC)控制环节,并在建立小信号模型的基础上,通过极点配置的方式设计了调节器参数,使得系统具有良好的动态性能,最后通过仿真验证了控制策略的正确性和可行性。     

考虑系统延时的微电网有功功率分布式控制策略

一致性控制是微电网中应用广泛的一类分布式控制策略。然而,一致性控制依赖于各分布式电源(distributed generator,DG)之间的交互通信,系统中通信延时和控制延时的存在极可能恶化系统性能,甚至造成系统不稳定。分析了通信延时和控制延时对基于一致性的微电网有功分布式控制的影响,提出了一种系统稳定性判据。在此基础上,设计了考虑系统延时影响的微电网一致性有功控制策略。相比传统一致性控制策略,该策略能够保证系统在更大的延时下稳定运行。多种场景下的仿真结果验证了上述分析和所提策略的正确性和有效性。     

微电网双运行模式下分布式逆变器的控制策略

针对微电网中配备有储能环节的分布式逆变器,采用了一种新的控制策略,使其具有传统下垂特性的同时,还具有同步发电机转子惯性的特性,提高了频率的稳定性.该策略使得分布式逆变器在孤岛运行模式及并网运行模式下均工作于电压源模式,有利于无缝切换的实现,且并网运行模式下,分布式逆变器能按功率指令与电网进行能量交互.实验结果验证了该方案的可行性.