电流控制型与功率控制型分布式电源并存场景下过欠电压与过欠频率的检测盲区分析

目前孤岛检测研究中鲜有针对不同控制策略并存时被动法检测性能的研究分析,选取过欠电压检测法与过欠频率检测法,面向电流控制策略与功率控制策略并存场景,通过求取其检测盲区解析解并分析可得,负荷品质因数和负荷消耗无功与有功的比值只影响过欠频率检测法检测盲区,不同控制型逆变器输出有功与负荷消耗有功的比值主要影响过欠电压检测法检测...     

下垂控制型微电网孤岛检测盲区通用性求解方法

目前孤岛检测研究中针对下垂控制策略下过/欠电压检测法与过/欠频率检测法的检测盲区分析尚不完备,相关参数对检测盲区的分布影响不清晰且分析方法难以适用于复杂实际微电网.为此,面向下垂控制型微电网实际运行工况,首先分析得到下垂控制方程、负荷等效方程、线路功率方程、稳态功率平衡方程4类通用性方程,并将其联立采用牛顿-拉夫逊法迭代求解检测盲区.然后,以可视化方式探究了负荷等效模型、线路阻抗参数及下垂控制特性对检测盲区的分布影响,揭示了下垂控制的检测盲区特性.最后,利用仿真软件验证了检测盲区分析的正确性,并证实了检测盲区求解算法适应求解不同工况的优异性能.     

主被动相结合的孤岛检测方案研究

介绍了孤岛效应的发生机理和危害,在被动式过/欠压与过/欠频孤岛检测法和主动移频式(AFD)孤岛检测法的基础上提出一种主被动相结合的孤岛检测方案,阐述了该方案的具体实现策略,并分别从纯阻性、感性、容性、谐振四种负载特性对方案进行仿真分析。结果表明该方案既可以减少AFD孤岛检测方法对电网造成的谐波污染,又可以弥补被动式过/欠压与过/欠频孤岛检测方法检测盲区太大的不足,有效提高了孤岛检测的效率。     

滑膜频率偏移法和过/欠频被动法结合的混合孤岛检测法

孤岛检测是光伏并网系统安全运行的一个重要保证。目前对过/欠频被动法和滑膜频率偏移法的改进研究很多,但没有改善负载消耗功率和逆变输出功率匹配度高时,过/欠频法检测盲区大的缺点,没有改善滑膜频率偏移法对电能质量影响大的缺点。基于此,提出一种基于滑膜频率偏移法和过/欠频被动法结合的混合孤岛检测法。这种算法能够对上述孤岛检测方法的缺点做出改进,能够避免系统突变因素造成断开逆变输出的误动作,能够实时跟踪负载的变化切换不同的算法。在MATLAB\simulink和光伏微网实验系统中进行孤岛检测实验,实验结果证明了理论分析的正确性。     

低压系统中的过压欠压保护电路设计

设计了一种应用于低压系统的过压欠压保护电路,通过类似带隙基准的电路结构提高了输出电压阈值精度,通过减少二极管使用实现了低压条件适用,并在电路的欠压保护阈值门限电压中设计了一定迟滞量,防止系统在阈值附近反复关断,其电路的功能正确性在低压电源管理系统应用仿真中进行了验证。基于SMIC 0.18 um 标准CMOS工艺,使用Cadence软件对电路进行了设计以及仿真。结果表明,在-40～85 ℃的温度变化区间内,电源电压上升时,系统开始正常工作电压阈值为2.423～2.50 V,阈值精度为3.2%;过压保护阈值为4.931～5.22 V,精度为5.7%;电源电压下降时,欠压检测阈值为1.58～1.663 V,精度为4.9%。系统应用仿真结果表明,在电源电压超出系统正常工作电压阈值时,过压欠压保护电路将控制系统进入关断模式,体现出了正确的保护功能。     

住宅内过欠压保护电器设置探讨

JGJ16—2008《民用建筑电气设计规范》第10.8.1条11款中规定住宅配电箱(分户箱)的进线端除应装设具有短路及过负荷保护外,还应具有过、欠电压保护功能的电器。规范规定的安装位置及要求不尽合理,通过分析过、欠电压的产生原因及造成的危害,根据工程实际配线图分析,提出更为安全经济合理的过、欠电压设置的方式。     

带整流性负载的分布式发电系统孤岛检测研究

为了准确评估孤岛检测的实际性能,在传统的反孤岛测试电路的基础上,给出一种带整流性负载的反孤岛测试电路。利用公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)处功率流的规律,得出了功率不匹配度的表达式。在不同的功率不匹配度下,利用该测试电路与传统的测试电路,分别对过/欠压、过/欠频以及电压谐波检测方法进行仿真分析与比较。仿真结果表明,整流性负载的存在会导致过/欠压、过/欠频检测方法的检测盲区(Non-Detection Zone,NDZ)发生偏移,且偏移程度与整流性负载电阻、滤波电容的大小有关;同时,带整流性负载的测试电路是有效和实用的。该测试电路能准确反映孤岛情况下电压谐波的实际响应特性,且电压谐波的大小与整流性负载电阻的大小有关。     

欠压与过压检测器MC3425的应用

介绍欠压、过压检测器MC3425的性能及其在欠压、过压检测电路的典型应用。     

欠压、过压双向脱扣器研究与设计

欠压脱扣器作为断路器中重要的元件之一,对欠压-分闸起着关键性作用。但一般地区的夜间线路电压往往"过压",同样严重影响设备的安全运行。如在"欠压"的基础上,扩展为"欠压-过压"一体化脱扣,可更加有效地保护下级用电设备安全。分析了现有欠压脱扣相关问题后,提出了欠压、过压脱扣器新方案。结合这种方案,就主电路、电压信号检测、单片机电路等主要问题展开了讨论。最后给出了本方案的实际效果。     

低压配电系统中的自恢复式过欠电压保护器设计

论述了在低压配电系统中设置自恢复式过、欠电压保护器的必要性。着重阐述了自恢复式过、欠电压保护器总体方案、结构设计、硬件设计、软件设计的方案特点。该保护器当线路发生过电压或欠电压时自动切断用电线路,当线路电压恢复正常时自动接通线路,克服以往保护器分闸后需要手动复位的技术缺陷,保证了供电的连续性,具有结构简单、功耗低、可靠性高等优点。     

柔性互联交流配电网的换流器并离网统一控制策略

提出一种并离网统一控制策略,在孤岛控制模式的基础上设计了主动功率调节功能,并网运行时按照有功-电压平方下垂的关系自动分配有功功率;离网运行时下垂功率控制自动切换成定交流电网频率和电压的孤岛模式。该方法适用于并网和离网2种不同的运行工况,并且省去了孤岛检测环节,大幅简化了控制系统结构。以四端柔性互联交流配电网系统为例,详细分析了并离网统一控制策略的参数设计方法,并建立电磁暂态仿真模型,针对并离网多种不同工况开展仿真。仿真结果表明,所提方法可以满足柔性互联系统的负荷均衡及转供的性能要求,同时也避免了并离网切换过程的过电流。     

基于子模块电容能量波动的MMILC下垂控制策略

交直流混合配电网中,孤岛模式下互联换流器(interlinking converter, ILC)具有实现配网间功率平衡、维持交流频率和直流电压稳定的作用。模块化多电平互联换流器(modular multilevel interlinking converter, MMILC)作为ILC的拓扑之一,具有谐波特性好、波形质量高、开关损耗低等优势。文中提出一种适用于MMILC的两级式下垂控制策略,首先基于子模块电容能量波动特性建立了适用于MMILC的新型交直流侧统一下垂特性;然后推导得出了MMILC直流侧电压与等效子模块电容电压间的数学关系,使MMILC仍可通过直流电压偏差进行功率调节,同时设置了下垂特性曲线的死区和最低允许运行范围;最后,分别对MMILC在不同负载模式和过载情况下的控制性能进行了仿真。仿真结果表明,所提出的MMILC两级式下垂控制策略可以自动平衡不同负载模式下交直流侧配网的功率偏差,过载情况下可以瞬时闭锁,验证了控制策略的正确性和有效性。     

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时,微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下,通过逆变器连接的电源则表现为电压源,其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而,当负载重载或轻载时,这种下垂特性会产生大的频率偏移;平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差,但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比,通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置,动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内,这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下,在负载降低时也能充分利用新能源发电,同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计,通过应用PSCAD/EMTDC仿真,验证了此种控制方法。     

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时,微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下,通过逆变器连接的电源则表现为电压源,其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而,当负载重载或轻载时,这种下垂特性会产生大的频率偏移;平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差,但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比,通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置,动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内,这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下,在负载降低时也能充分利用新能源发电,同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计,通过应用PSCAD/EMTDC仿真,验证了此种控制方法。     

基于自适应下垂控制的微电网控制策略研究

感应电动机负荷的起动和功率变化对微电网孤岛运行时的电能质量及功率平衡影响较大,因此提出了一种自适应暂态下垂控制方法。该方法在传统下垂控制中引入暂态分量、功率与下垂系数的一次函数项,以改善下垂控制的动态性能和均流效果。针对含有感应电动机负荷的微电网,采用基于分层控制结构的自适应暂态下垂控制和PQ控制相结合的协调控制策略。利用PSCAD/EMTDC进行仿真实验,仿真结果验证了所提自适应下垂控制方法的正确性和微电网协调控制策略的有效性。     

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。     

微电网储能系统控制及其经济调度方法

储能系统对微电网的安全稳定运行和经济效益有重要影响。分析微电网中分布式储能系统的离网和并网控制方法;针对传统下垂控制中,线路阻抗引起的微电网系统稳定性问题,提出改进的下垂控制策略和控制结构,以减少微电网功率波动和提高运行稳定性。为实现对负荷的削峰填谷和提高储能设备运行经济性,根据分时电价,建立分布式储能系统的经济调度数学模型,在此基础上提出一种考虑分时电价的经济调度方法。结合算例验证该调度方法的经济性和实用性。     

一种多DG并联系统分布式控制策略

受线路物理属性、下垂特性等因素的影响,传统下垂控制无法精确调节功率分配以及会导致DG输出端电压跌落。提出一种基于分布式控制的自适应电压平移法,各DG通过自身与其相邻DG加权功率间的偏差调节各自的电压偏置值,可减小因线路阻抗差异而导致的无功功率无法均分的影响。在此基础上,进一步提出一种改进型下垂控制策略,通过引入DG输出电压幅值与电压偏置值的差值反馈,构建改进型下垂特性曲线,可有效改善逆变器无功下垂系数、无功负载和输出电压幅值跌落之间的内在矛盾,进一步提高系统性能。建立了基于改进型下垂控制的2台三相逆变器并联系统小信号数学模型,分析了各参数对系统受扰动后的动态以及稳定性影响。仿真以及实验结果验证了所提控制策略的有效性。