分布式电源仿真模型的一种功率变换方法

为深入研究分布式电源的并网运行特性,需要建立多个不同电压等级和并网容量的分布式电源仿真模型来满足配电网的并网要求。针对含有分布式电源的配电网的仿真,提出了一种分布式电源仿真模型的功率变换方法。对具有标准输出电压和功率的分布式电源进行电压电流变换后再接入电网,以适应配电网对不同电压等级和容量的分布式电源的要求。建立了功率变换器的仿真模型,并将其应用于光伏发电系统并网仿真算例中。仿真结果表明,该功率变换方法是有效的和可行的,能提高分布式电源仿真模型的通用性和实用性。     

具有恒功率特性的输出宽范围可调的变结构DC-DC变换器

针对直流测试电源等宽范围的应用场合,提出一种具有恒功率特性的输出宽范围可调的变结构DC-DC变换器,该变换器是对传统隔离型直流变换器的拓展,由多级可串并联输出的单元模块嵌套组成。详细阐述变换器的基本结构、工作原理和工作序列,研究恒功率控制策略和平滑切换控制策略及通用的系统模型。并以某级嵌套为例,进行实验研究和同类变换器的对比分析,结果验证了理论分析的正确性和可行性,以及该变换器在宽范围领域应用的优越性。     

分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战

介绍了分布式发电、微网与智能配电网的基本概念和发展趋势,从分布式电源大规模接入的角度重点分析了分布式发电技术和微网技术对智能配电网的影响以及应重点关注的技术问题。分布式发电技术有助于充分利用各地丰富的清洁可再生能源,但分布式电源大规模的并网运行将会对电力系统的安全稳定和调度运行带来一定影响;微网技术通过不同层次的结构为各种分布式电源的并网运行提供接口,是发挥分布式电源效能的有效方式;智能配电网则可通过对微网的有效管理实现分布式电源的灵活接入与整个电力系统的安全、可靠、经济运行。最后,通过对三者的分析对实现智能配电网的思路与技术手段提出建议。     

基于电力电子变压器的逆变器并网系统建模、稳定性分析及控制

电力电子变换器是分布式发电接入电力系统的重要接口,而在弱电网情况下,并网变换器系统将趋于不稳定。为提升系统稳定性,利用电力电子变压器(powerelectronics transformer,PET)实现分布式能源并网。PET可以实现变压和隔离的功能,并对输出电压进行调节,此外可以通过修改控制参数或控制策略调节PET二次侧变换器输出阻抗以提高系统稳定性。针对基于PET的分布式发电并网系统,首先建立了此系统的复频域阻抗模型,利用广义奈奎斯特准则评估系统的稳定性,研究了各控制参数对系统稳定性的影响。然后,利用虚拟阻抗和数字滤波器环节2种稳定控制策略提高系统稳定性。最后通过仿真及实验验证了建模与稳定性分析的准确性以及稳定控制策略的有效性。     

分布式发电系统的自动发电控制研究

将自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)引入分布式发电系统,可以提高分布式电源的利用效率和经济性。在传统自动发电控制理论的基础上,建立了分布式电源和储能单元的发电总费用模型,提出了分布式发电系统AGC的功率分配方案。针对功率极限情况下分布式电源的功率输出问题,设计了相应的闭锁环节,使得控制区域内发电机的输出功率能够正确跟踪负荷的变化。通过对IEEE33算例系统的求解,验证了文中所提出算法的正确性和合理性。仿真结果表明,分布式发电系统的AGC,既可以提高分布式发电系统的经济性,又可以降低系统在孤岛运行时平衡节点发电机的压力。     

基于机会约束规划的多类型分布式电源容量与布点优化方法

在分析三种不同类型分布式电源并网模型的基础上,建立了配电网分布式电源容量和布点多目标优化的机会随机约束模型;综合考虑了分布式电源以PQ、PI和PV等不同接口模型并网时的出力特性,弥补了以往研究中将分布式电源统一处理为分布式电源PQ模型的缺陷;在包含不同接入类型的分布式电源的配电网规划中,由于考虑光伏发电系统输出功率Beta概率分布的影响与考虑风电机组欠额定输出、额定输出和无输出的概率模型的影响,对潮流、电源出力、节点电压等制约关系构建了机会约束条件函数,同时将分布式电源运行成本纳入多目标函数,采用改进的模拟退火粒子群算法对所建优化问题进行求解。计算结果验证了模型的合理性和算法的有效性。     

分布式电源与微网互联通用接口单元

研究设计了一种通用的分布式发电单元与微网互联接口单元,将分布式电源与微网互联接口分成功率接口和信息接口2个部分,分析并阐述了这2个接口的作用与设计方法,提出了即插即用的分布式电源与微网互联接口模型.针对微网运行需求,分析了互联模型的5种运行模式,并通过设计的互联接口单元对运行模式及其切换进行了实际测试.结果表明所设计的模块化互联接口模型具有可扩展、技术独立的特点,能灵活地满足不同分布式发电单元与微网互联的要求,很大程度上提高了分布式电源与微网互联的标准性、灵活性.     

基本直流/直流变换器及直流分布式电源系统拓扑分析

DC/DC变换器及DC分布式电源系统已在很多工业领域得到广泛应用,系统研究基本DC/DC变换器及DC分布式电源系统的拓扑构建规律及方法。首先,将基本DC/DC变换器按功能划分为输入、变换及输出共3个级联单元,每个单元有电压型及电流型之分;其次,根据电路理论得到相应拓扑构建原则,并构建电压–电压、电流–电压、电流–电流、电压–电流4类基本DC/DC变换器;对电压型和电流型变换单元的变压、变流关系进行分析;最后得到12种基本DC/DC变换器拓扑及其输入、输出、开关占空比之间的关系。在此基础上,根据上述拓扑构建原则,构建基本DC电压型和电流型分布式电源系统,并得到简化的DC电压型和电流型分布式电源系统。以大功率LED驱动为例,研究简化DC电流型分布式电源系统的应用,给出相关仿真及实验结果。     

基于安全约束最优潮流的分布式电源准入容量计算

合理配置分布式电源的位置和容量,可以解决分布式发电并网带来的许多经济和技术问题。从分布式发电可以灵活切出电网的特点出发,以分布式电源的切出作为预想故障,建立安全约束最优潮流模型,计算多个分布式电源准入容量。分析了分布式电源切出后,系统节点电压变化情况,并将电压变化量约束扩展到静态安全约束最优潮流中。用现代内点算法求解模型,比较了不同功率因数对分布式电源最大准入容量的影响。在Matlab平台上仿真表明:所建模型可以可靠有效地计算分布式电源的准入容量,保证分布式电源切m后系统的静态安全;且系统各节点电压变化量在要求的范围内,满足配电系统电压质量的要求。     

基于储能单元的级联Buck-Boost变换器及其控制方法*

随着以风光电为主的分布式电源接入电网,其出力的波动性和不确定性,导致分布式电源发电特性和电网负荷需求特性在时间尺度上不统一,使得配电网的综合负荷特性的复杂度增加.为此,基于储能单元提出一种适用于储能单元的级联Buck-Boost变换器及其控制方法.首先分析了级联Buck-Boost变换器的储能单元结构及变换器的工作原理;其次确定了级联Buck-Boost变换器的三种工作模态;再根据变换器的不同运行模态选取下垂控制作为各储能单元模块的控制方法;最后搭建仿真模型对储能单元和选取的控制策略进行了验证,仿真结果验证了所提的变换器结构及其控制方法能很好地解决配电网因分布式电源接入带来的系统瞬时功率不平衡问题.