基于变功率与直流电压组合控制的混合微电网协调控制

当前混合微电网中双向AC/DC变换器主要采用U/f控制,由这种控制策略以及交流子微电网的运行情况确定直流子微电网的输入输出功率,这对直流子微电网产生很大的影响。针对这种问题,将直流子微电网作为一个波动性微电源与负荷,双向AC/DC变换器采用直流电压控制,根据直流子微电网的运行情况,确定双向AC/DC变换器功率的流向与大小。为了更好地保证直流电压控制策略的实现,直流子微电网采用变功率控制策略,由此提出了基于变功率控制与直流电压控制的混合微电网的协调控制策略。最后在Simulink中建立上述控制策略的模型,并进行仿真分析。仿真结果证明:上述控制策略能够实现交直流混合微电网的稳定运行,以及混合微电网的平滑切换。     

微电网主/从控制策略的分析研究

在考虑微电源类型差异性和负荷分散性的基础上,结合微电源的两种不同运行模式,采用主/从控制策略,即将恒功率控制(PQ控制)和恒压、恒频控制(V/f控制)结合起来对微电网进行控制.在并网模式下,采用PQ控制,实现微电源对参考有功和无功的控制;在孤岛模式下,采用V/f控制,为微电网运行提供稳定的频率支撑.为了验证所设计的主/从控制策略能使微电网可靠运行,对微电网在联网运行模式和孤岛运行模式之间切换,以及孤岛模式下切/增负荷两种运行状况下的运行特性进行分析.通过Matlab仿真,对微电网母线电压、系统频率和功率的变化规律进行分析,证明了本文所设计的主/从控制策略的正确性和可行性.     

低压微型电网控制策略研究和仿真

微型电网是一种特殊形式的有源配电网,考虑到不同类型的微源和负荷具有分散性的特点,对低压微型电网中的微源进行协调控制是需要解决的关键问题.分析了低压微型电网在不同运行模式下不同的控制策略,完成了低压微网有功无功(P/Q)控制器和电压频率(V/f)控制器的设计,并利用MATLAB/Simulink仿真平台分别对低压微电网联网到孤岛切换、孤岛模式下切/增负荷以及重新联网情况下的运行特性进行仿真分析.通过仿真结果,验证了上述低压微网控制策略的正确性.     

风光储互补微电网系统的建模及仿真分析

利用PSCAD建立了一个含有风力发电机、光伏阵列、蓄电池及负荷的微电网模型。其中并网运行时,微电网中的风机和光伏电池采用P/Q控制模式或最大功率跟踪模式;孤网运行时,系统采用主从控制模式,蓄电池作为主控单元,采用V/f控制方式。利用建立的模型,对微电网两种运行模式及切换时的过渡状态进行了仿真分析。仿真结果验证了所建立的模型及控制策略的可行性和有效性。     

含储能装置的低压微电网孤岛运行仿真

设计了蓄电池储能单元的P/V、Q/f下垂控制策略。建立了包含太阳能光伏单元、直驱式风力发电单元、蓄电池储能单元的混合低压微电网模型。重点仿真了微电网孤岛运行的情况,验证了蓄电池的改进下垂控制策略的正确性以及微电网孤岛运行的稳定性。     

适应负荷特性变化的微电网孤岛运行控制策略研究

针对微电网孤岛运行方式下其系统稳定性受负荷大小与类型呈现不同影响,从微电网中分布式电源(Distributed Generation,DG)的构成出发,提出一种适应负荷特性变化的DG逆变器主从控制策略。即DG逆变器采用基于V/f和PQ的主从控制,实现微电网孤岛下系统电压、频率稳定和负荷的平衡。基于Matlab构建微电网孤岛运行模型,在接入阻性、感性和阻感性负荷下,仿真分析了微电网DG逆变器主从控制下系统电压、频率和输出负荷的运行特性。同时也通过微电网试验平台验证了DG逆变器主从控制策略的正确性、有效性。     

微电网光伏发电系统控制与稳定性研究

在分析光伏电池原理及最大功率跟踪基础上,分析了含光伏发电系统的微电网模型。对光伏系统控制采用的是两级式控制,前级Boost DC/DC实现光伏阵列最大功率跟踪控制以稳定直流母线电压,并可升高电压以满足后级逆变器需要。后级为DC/AC逆变器,对逆变器采用V/f控制策略,此控制策略用以保证微电网的频率电压的稳定性。在Matlab/Simulink平台搭建含光伏发电系统的微电网仿真模型,分别对在并网运行时改变光照和在孤岛运行时改变负荷进行仿真,验证控制策略能够保证光伏发电系统的稳定运行。     

风光蓄交流微电网的控制与仿真

为了对微电网控制策略以及DG输出功率变化对微电网运行的影响进行深入研究,利用Matlab/Simulink仿真软件建立了风、光、蓄交流微电网仿真系统,在该系统中,蓄电池储能装置采用V/f控制策略,以维持微电网孤岛运行时的电压和频率的稳定;风力发电单元和光伏发电单元采用PQ控制策略,以获取可再生能源的最大利用率.仿真结果表明,在孤岛和联网两种模式下,采用该控制策略的微电网能向用户不间断的供应电力,并且模式切换过程稳定可靠.     

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。     

基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。     

基于换流器归一化模型的微电网无缝切换控制策略

针对采用主从控制模式,以储能系统作为组网单元的联网/孤岛双模式运行的微电网系统,首先介绍了微电网联网/孤岛双模式无缝切换控制策略;其次提出了“外环并行,内环共用”的储能换流器P/Q模式与V/f模式归一化控制模型,同时完成归一化控制器的参数设计以及归一化控制系统的稳定性分析;依托RT_Lab实时仿真平台,完成微电网联网/孤网双模式运行实时仿真模型搭建,完成控制策略的仿真分析,最后在国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心微电网实验平台进行了微电网联网/孤岛双模式无缝切换实验,实验结果验证了控制方法的有效性。     

基于状态跟随器的微电网平滑切换研究

微电网有主从结构和对等控制两种常用结构,运行状态分为并网运行和孤岛运行方式。在微电网运行状态切换时,基于主从控制结构的微电网通常在并网运行时采用PQ控制,孤岛运行时采用V/f控制;基于对等控制结构的微电网通常采用下垂控制。综合考虑主从结构和对等结构的特点,采用了将下垂控制和V/f控制相结合的混合控制策略,并结合改进的电流环控制器结构以及状态跟随器的设计来解决微电网平滑切换的问题。在MATLAB/simulink平台上搭建微电网仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于逆变型微电源的低压微电网运行仿真分析

针对以逆变器为接口的微电源和蓄电池储能单元,文章简述了P/Q控制策略,重点分析了蓄电池储能单元的逆变器下垂控制策略,提出了适用于低压系统中的改进的P/V下垂控制策略。该策略加入了功率微分项,减少了功率计算环节所引起的滞后;加入电压和频率偏差的前馈调节,实现电压和频率的再次调节,减小了有差调节所带来的偏差。同时,建立了低压微电网模型。重点仿真了微电网运行模式切换以及孤岛下投切负荷等情况,验证了蓄电池改进下垂控制策略的正确性以及微电网模型运行的稳定性。     

微电网系统控制器研究

分布式新能源以及就地负荷组成微电网,微电网系统可以提高新能源的利用率以及重要负荷的供电可靠性。本文结合国家电网公司微电网示范工程,对微电网系统进行了系统级仿真：分别建立了光伏发电系统、直驱风机发电系统以及蓄电池储能系统的模型;对微电网的系统控制器的控制策略进行了深入研究;对微电网的模式转换以及负荷特性进行了仿真分析。最后基于前述研究结果,研发了一套适用于微电网系统的微电网系统控制器。     

基于对等控制策略的微电网运行

为减小微电网对通信系统的依赖性,实现分布式电源和负荷的即插即用,结合微电网不同运行模式,研究了微电网对等控制策略。在对等控制策略中,分布式电源采用下垂控制,调节分布式电源的输出电压和频率;下垂控制器中的P-f和Q-U具有线性的下垂特性。建立了对等控制策略下的微电网运行模型,分析了并网和孤岛运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷及孤岛模式下切/增微电源三种运行状况下的微电网运行特性,基于Matlab/Simulink仿真结果,研究了微电网母线电压、DG频率和功率的变化规律,验证了控制策略的正确性和可行性。     

交流微电网负荷控制策略研究

随着新能源的不断发展,风力发电和光伏发电以及负荷可以组成微电网。交流微电网的负荷控制包括平衡负荷控制、不平衡负荷控制和非线性负荷控制。针对交流微电网的三种不同的负荷类型,提出了对应的控制策略,并对所提的控制策略进行了理论推导和相应的仿真验证。     

微电网带负荷并网的平滑切换条件及控制策略

以v/f孤岛控制方式的微电网为研究对象,建立了微电网模型,通过对微电网分别带恒功率负荷和恒阻抗负荷进行仿真分析,比较带不同类型负荷时对并网动态过程的影响大小.然后比较了压差、频差和角差对切换造成影响的大小,得出相角差在并网切换时对系统造成的影响要远远大于电压差和频率差对其造成的影响.频率差其次,电压差对并网造成的影响最小.最后提出了相应的控制策略,使微网根据大网调节自身的电压和频率,在合适的相位下进行并网,并通过仿真验证了所提策略的有效性.     

含光伏源的微电网孤岛/联网平滑切换控制策略

以含光伏源的微电网为研究对象,针对微电网孤岛运行模式与联网运行模式的切换以及微电网在不同运行模式下不同控制策略之间的切换,提出了一种基于PQ控制器初始输出状态对V/f控制器输出状态同步跟随的平滑切换方法,改进了传统的预同步控制器,最后分析了在给定参数下电压电流双环控制系统的性能和输出阻抗。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于电力系统二次调频原理的微电源频率控制策略

孤岛运行的微电网由于其容量小,并且大部分微电源通过电力电子装置并网惯性小,因此微电网的频率和电压受微电网中负荷变化影响较大。基于电力系统二次调频原理研究了一种微电网频率控制策略。传统的下垂控制策略属于有差调节,当系统负荷发生变化时,不能保证微电网频率稳定在额定值。提出的基于电力系统二次调频原理的微电源频率控制策略在下垂控制的基础上,引入了比例-积分（PI）控制环节实现了频率的无差调节,类似于电力系统的二次调频过程。为了克服微电网惯性低的缺点,模仿了同步发电机的转子运动方程为该频率控制策略增加了一阶惯性环节,更好地提高了微电网的频率稳定性。基于Matlab/Simulink仿真平台,仿真研究了采用上述控制策略时微电网在孤岛模式下负荷投切、负荷冲击、负荷随机波动、微电网运行模式切换等多种工况时的频率变化,仿真结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

孤岛运行模式下的低压微电网控制策略

根据分布式电源的分散性、间歇性等特点以及用电负荷的不同等级,需采用多种分布式电源之间的协同控制策略保障孤岛运行模式下的微电网安全稳定运行。本文采用了主从控制方式对多微源低压微电网进行控制,以提高微电网的供电可靠性。微电网孤岛运行下,源荷平衡策略首先保证重要负荷不断电运行;其次,在微源状态允许的情况下,尽量保证负荷少停电。使用Matlab建立仿真模型,通过对孤岛模式下投切负荷等情况进行仿真分析,验证了低压孤岛微电网下所设计控制策略的可靠性及有效性。