不同控制策略影响下光伏发电电能质量特性研究

随着光伏发电的广泛接入,光伏发电出力的随机性和间歇性给电网电能质量带来一定影响。在分析光伏逆变器常用PQ和V/f控制策略基础上,构建了光伏电池及其逆变器控制策略模型,分析了光伏在PQ和V/f控制下的电能质量变化状况,从而得到光伏相应电能质量指标特性。结果表明,光伏并网且PQ控制时,主要是电流谐波等电流质量问题;孤岛且V/f控制时,主要是电压波动等电压质量问题。研究结果可为光伏运行和电能质量监测等提供依据。     

城市微电网控制策略的研究

城市微电网是智能电网的重要组成部分,对微电网中各个并网逆变器进行协调控制,保证系统稳定和高效运行,是微电网控制技术研究的重点。通过展示城市微电网拓扑结构示意图,对其构成及运行特性进行了分析。分析和研究了微电网处在不同运行状态下的控制策略。分析认为:对于风力发电、光伏发电等间歇性能源发电,可以采用PQ控制策略或者倒下垂控制策略,用以优化系统运行;V/f控制、下垂控制策略能够为分布式微电源在孤岛模式下提供电压和频率支撑,确保用电客户的供电需求;设计的并网同步控制器,能够减小分布式微电源从孤岛向并网模式切换时对配电网的冲击,从而提高了微电网系统的动态稳定性。在比对城市微电网典型控制策略优劣的基础上,提出了低压微电网控制策略的发展方向。     

新型主从控制微电网运行控制策略研究

文章结合传统主从控制与对等控制的优点,提出了一种新型主从控制微电网协调控制策略,即把多个采用改进型下垂控制的分布式电源作为主控单元,其余分布式电源采用PQ控制作为从属单元。在对微电网结构以及微电源变流器控制策略进行理论分析的基础上,建立了新型主从控制微电网系统模型。设计并离网切换、负荷突增以及主控微电源发生故障工况时,对微电网系统的主要参数和运行特性进行深入分析。仿真结果表明,新型主从控制微电网协调控制策略可以满足不同工况下的系统运行需要,实现功率自动调节和系统频率电压恢复,具有较好的适应性和稳定性。     

新型孤岛微网主从控制策略研究

为降低传统主从控制中对主电源的依赖,提高微网功率调节能力,提出了采用对等控制的储能逆变器作为主电源,采用功率控制的分布式电源逆变器作为从电源的新型主从控制策略。搭建了光伏电池模型,设计了其接口变流器的控制策略,以保证光伏最大功率输出。给出了传统主从控制策略中主电源V/f及从电源PQ控制原理,并采用相角下垂控制对主电源控制方法进行改进,使储能逆变器共同作为主电源运行,最终形成新型主从控制策略。应用相角下垂控制有效克服了频率下垂控制频率偏差的问题。最后依据上海电气中央研究院微网一期工程搭建了微网仿真模型,在孤岛运行模式下进行传统主从控制和新型主从控制策略的对比仿真研究。结果表明,新型主从控制策略不仅可以保证微网稳定运行,而且相对于传统主从控制可有效降低对单台主电源的依赖,增强了微网的稳定性,同时提高了微网功率调节能力,更大范围平衡分布式电源和负载的波动。     

计及本地负荷的分布式光伏并网电压协同控制策略

光伏逆变器的剩余容量利用在解决分布式光伏发电系统并网点电压越限问题时取得了较好的效果,但目前为了提升逆变器的无功容量,相关研究主要集中在限制逆变器有功输出,未考虑对分布式光伏发电系统渗透率的影响。阐明分布式光伏发电系统并网点电压越限机理,提出一种计及本地负荷的分布式光伏并网点电压协同控制策略。通过背靠背变流器控制光伏发电本地负荷无功,通过控制并网逆变器工作状态改变光伏发电输出功率。设置制动控制环节,出现越限现象时优先采取本地负荷无功控制调节并网点电压,避免对配电网消纳光伏发电能力的影响。最后基于Matlab/Simulink仿真平台进行试验验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

含旋转备用的独立风光储系统控制与仿真

鉴于独立风光储系统配备一定容量的旋转备用的必要性,利用小型柴油发电机作为独立风光储系统的旋转备用,在PSCAD平台上建立了独立风光储系统的仿真模型,并提出将风力发电和光伏发电系统均采用恒功率(PQ)控制、蓄电池和超级电容器的混合储能系统作为主控制器采用恒压恒频(V/f)控制的控制策略,EMTDC仿真结果验证了将旋转备用控制引入独立风光储系统的正确性和有效性。     

基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网协调控制方法研究

PQ控制、下垂控制与交流微网中光伏发电、风力发电等微电源之间存在协调性差问题,该文通过采用交流微网的直流电压控制策略,可使直流电压控制与光伏发电、风力发电之间的配合与协调更好,但当采用直流电压控制时,光伏发电、风力发电微电源的恒压控制策略就无法实现,为此改进恒压控制策略,提出基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网的协调控制策略。Matlab/Simulink仿真结果验证了该文所提控制策略的有效性和可行性。     

基于虚拟同步发电机低电压穿越的无缝切换控制策略

虚拟同步发电机(VSG)控制使分布式发电接入电网呈现友好特性,该文在建立逆变器VSG控制数学模型基础上,针对分布式电源逆变器采用VSG控制,针对其不具备低电压穿越(LVRT)能力的问题,结合传统LVRT控制方法,提出一种基于电压幅值和相位预同步的模式无缝切换控制策略,引入预同步单元对VSG输出实时矫正,有效避免LVRT/VSG模式切换前后的相位不一致问题。仿真结果表明该控制策略能够使逆变器在电网低电压故障期间抑制暂态冲击电流和改善并网电能质量,保证基于分布式电源逆变器VSG实现LVRT而不脱网,验证了所提方法的正确性和有效性。     

微电网平滑切换中变流器的控制策略仿真研究

微电网系统并网与孤岛运行方式的平滑切换,是实现微电网经济、技术优势的关键,也是保证系统安全稳定运行、区域内重要负荷供电质量的重要手段。文章介绍了微电网系统中微电源变流器的控制方法与控制器结构,基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了含光储微电网模型,研究了微电网系统中变流器的PQ控制、V/f控制及两者间的平滑切换控制策略,对微电网的并离网转换、孤岛检测进行了仿真分析。仿真结果证明,所提出的微电网变流器控制策略有效实现了微电网的平滑切换。