基于不同控制策略的微网仿真

考虑微网系统建设成本和运行的灵活性、可靠性,对微网建设初期的接线方案进行了选择.研究了2种微源控制方法,基于微源的不同控制原理建立了微网系统仿真模型,针对计划孤网和非计划孤网中的下垂控制和混合控制进行了仿真分析.仿真结果验证了微网计划孤网的稳定性和孤网控制方法的有效性.任何控制方式下微网再并网时,均需对各微源出力进行重新调整,才能保证微网运行模式的平滑过渡.     

微电网对上级电网频率及电压的支持

基于美国西部联合电网(Western Systems Coordinating Council,WSCC)三机九节点系统,建立了一个带有逆变并网接口的输电网模型.以光伏发电为例,利用逆变并网接口模型模拟了微电网与上级输电网的连接.结果表明在上级输电网的有功与无功负荷发生突变时,微电网的接入使上级输电系统的有功与无功功率能够实现就地平衡,并保持系统频率与电压幅值的稳定.     

孤网模式下水轮机调节系统参数敏感性分析

鉴于参数敏感性分析是水轮机调节系统稳定性研究的重要内容,以XLD电站中某机组的孤网运行模式为例,基于轨迹灵敏度指标,在机组负载扰动和参数摄动条件下研究了系统主要变量对参数变化的敏感程度。结果表明,孤网模式下不同参数变化对不同变量的影响不同,系统变量对发电机参数的敏感性要大于对随动系统参数的敏感性。     

基于改进下垂特性的微网功率控制方法

微网技术作为新能源及可再生能源接入智能电网的技术平台,可以有效整合新能源及可再生能源分布式发电的优势,实现能源的梯级利用,为智能电网的实现提供了必备的技术基础。针对微网的功率控制方法进行了研究,概述了现有的3类经典的控制方式,重点阐述并分析了微网功率下垂控制方法。结果表明,原常规有功功率-频率下垂控制的下垂系数固定无法保证微网的频率质量。提出微电源可采用一种改进的有功功率-频率的下垂控制方法,以有效保证微网运行的频率稳定。仿真结果表明了该控制方法的正确性和可行性。     

基于虚拟储能的微网风光储容量优化配置方法研究

风光储互补发电系统能够提高微网系统的稳定性.为了提升微网储能资源的合理配置,文章基于虚拟储能和电力弹簧概念,提出了计及主配储能协同的微网风光储容量双层优化配置方法,并利用改进的粒子群算法对风光储容量双层优化配置方法求解.最后,通过算例分析表明,文章配置方法提高了微网系统调节能力,降低了电压偏移率.     

基于HHT变换的微网电压闪变与谐波检测新技术

微网中大规模的分布式电源由于其自身特点及大量电力电子设备的使用,容易引起电网电压波动、电压闪变及谐波等电能质量问题,影响电力用户的供电要求。利用HHT(Hilbert-Huang transform)变换方法对微网中的电压闪变、谐波等电能质量扰动信号进行了EMD分解,得到各IMF分量,通过对IMF分量进行Hilbert谱分析和边际谱分析。仿真结果表明,该方法能快速有效地检测出微网中电压闪变信号的频率和幅值及谐波信号产生及终止的时刻。     

基于区间数逼近的微网电压暂降风险评估

当前微网的概念已逐渐深入到现代电网运行中,其中电能质量问题具有很强的随机性和不确定性。将风险评估理论引入到微网电能质量分析中,用区间数估计理论替代传统的定值估计方法,建立了基于区间数逼近的微网电压暂降风险评估模型。该模型还考虑了微网中各类分布式电源的权重优化问题,对合理配置分布式电源具有一定指导作用。算例结果表明,该方法可以较好地反映微网中电压暂降的随机性,并引入模糊理论对其风险值综合评估,能准确反映事实,客观科学,具有一定的推广和应用价值。     

基于可控负荷的智能电网电压频率多目标优化控制

近年来分布式电源不断接入电网,其输出功率的不确定性严重影响了系统的频率和电压水平。与此同时,电网用户侧智能终端设备数量逐年增加,各节点的功率控制能力得到明显提高。因此,为使系统频率和电压幅值保持在额定值附近,本文提出了一种基于可控负荷的电压频率控制多目标优化模型。为了克服传统多目标求解方法主观性强的缺点,将所提多目标优...     

基于电压灵敏度的分布式电源接入规划

考虑分布式电源接入对配电网运行电压和网损的影响,提出基于电压灵敏度的分布式电源规划思路。文章分析节点的负荷与电压之间变量关系,从而引入节点电压灵敏度,建立以DG为等效负荷的分布式电源接入容量模型,结合有功网损敏感度选址准则,规划出DG容量接入方案。采用IEEE33节点系统对方案进行验证,分析结果表明,网络损耗及电能质量均得到了明显改善,验证了该方案的有效性与可行性。     

含可再生能源的多微网系统负荷频率控制策略

为解决多微网之间频率控制问题,考虑多级能源参与调控的特点,提出了含可再生能源的多微网系统负荷频率控制策略。分析了多微网系统的运行特点,建立了光伏、生物质能发电、柴油发电机、储能系统、风电的频率模型,并阐述了多微网系统联络线功率偏差控制原理。分析了多微网频率控制策略,提出基于模糊逻辑的PIDN控制方法,利用改进正余弦优化算法对控制模型进行求解。在仿真系统中进行了算例分析,对比传统PID控制验证了文章所提方法的有效性。     

计及电压稳定的含高比例光伏电源电网FACTS优化配置

高比例光伏电源接入电网后,输电电网的电压和潮流均会发生剧烈波动,从而增加了无功功率的优化难度。文章提出了一种基于自适应粒子群算法的柔性交流输电设备优化配置方法。该优化配置方法以电压稳定性最优、可用输电能力最大、综合费用最小为目标,建立优化模型,并采用基于分布熵改进的自适应粒子群算法确定最佳配置方案。此外,文章还把IEEE-30节点模型的模拟结果和某地区电网的实际光伏出力测量结果进行对比。分析结果表明,文章所提出的优化配置方法能够实现典型柔性交流输电设备的优化配置,该优化配置方法的寻优精度、速度均显著优于传统粒子群算法和遗传算法;利用该优化配置方法确定的最佳配置方案可显著提高电网电压的稳定性和输电能力,降低综合费用,具有工程实用价值。     

含风电系统中正负旋转备用容量的最优分配

含风电系统采用配置旋转备用容量,即预留部分火电出力填补风电的间歇性出力和其他随机不确定性情况是保证系统供电平衡的方法。文章兼顾系统运行的经济性、可靠性两方面,构建旋转备用容量效益模型,考虑了正旋转备用容量成本费、负旋转备用容量发电收益以及系统配置旋转备用容量后电量不足期望值的明显减小等因素。利用等效电量函数描述火电和风电出力,通过随机生产模拟计算方法来优化旋转备用容量在投入运行的火电机组间的分配。仿真算例结果表明,文章的模型合理,为风电大规模并网运行提供可行性依据。     

风电系统的无功功率与电网电压稳定

论述了风电容量在占局部电网相当比例时,风电机组的无功功率调整与电网电压之间的关系,对于定速和变速风电机组的运行特性做了分析,提出了在需要做无功功率调整时风电机组应能满足的特殊要求。     

基于实时功率判别的直流微电网协调控制策略研究

基于含光伏阵列和混合储能系统的直流微电网系统,提出了一种基于实时功率判别的直流微电网协调控制策略。该控制策略以光伏阵列输出和负荷消耗的功率差为基准,结合混合储能SOC状态,自动调节混合储能充放电方向、功率、直流微网工作模式。系统工作模式的切换由系统实时功率信号决定,提高了微网系统运行的可靠性。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。     

宁波电网无功优化及自动电压控制研究

以宁波电网AVC系统为研究背景,对无功优化实用化的相关问题进行研究。提出了解决无功优化配置方案,并利用宁波电网的实际数据进行计算,给出分析结论。结果表明,宁波电网AVC系统采用的分支定界法能有效地解决混合整数问题,可以满足闭环控制的实时性要求,保证控制策略的完备性、可靠性、快速性以及全局最优性,在实际电网运行中能够发挥较大作用。     

Three-port single-phase three-wire power converter interface for micro grid

This paper proposes a three-port single-phase three-wire (TPSPTW) power converter interface integrating an isolated current-fed full-bridge power converter (ICFPC), a three-port power converter (TPPC), a fuel cell and a battery set for micro grid (MG).The ICFPC is used to control the output power of fuel cell and to step-up its output voltage to the voltage of high-voltage DC port of the TPPC. The TPPC can manage the power conversion between the fuel cell, the battery set, the loads and the utility. This power converter interface charges the battery set, outputs AC power and acts as an active power filter (APF) in the grid-connection mode, supplies uninterruptible power to the loads when it operates in the stand-alone mode. The fuel cell outputs a programmed power regardless of whether the power converter interface operates in the grid-connection mode or in the stand-alone mode. The programmed power outputted from the fuel cell is the average power of load under the stand-alone mode. The battery set is used to respond to the varied power of loads under the stand-alone mode. A prototype is developed to verify the performance of power converter interface, and the experimental results are as expected.     

离网型微电网中风力发电机组并网适应性分析

随着风电产业的不断发展和并网总装机容量的不断增大,风电并网对电网的电能质量、电压和频率的稳定产生的影响越来越突出。文章首先推导出笼型异步风力发电机的特性方程,再针对该类型风机接入微电网进行理论分析,最后根据某海岛的大量运行数据分别对风机并入微电网的动态及稳态特性进行分析,证实了离网型微电网中风机运行稳定性。     

分布式多能互补微电网协调控制策略

微电网可以整合各类分布式电源并为当地负荷提供绿色能源,因而成为世界各国研究的热点。由于微电网运行惯性小、模式多、内部电源特性差异大,而增加了网内公共点电压频率的稳定难度,其控制问题异常复杂。文章提出了基于分布式电源层的改进下垂控制策略,在传统下垂控制的基础上增加前馈调节与比例积分控制机制,从而改变了下垂系数,增大了功率调节范围,加快了公共点频率电压的稳定速度,使微电网并网时实现功率输出的指定控制、孤岛时按负荷的需求分配功率。文章还采用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC V4.4验证了所提方案的可行性。     

考虑无功裕度的受端电网暂态电压稳定性控制方法研究

随着送端电网中大规模可再生能源发电容量的增加,在一定程度上导致外送系统无功支撑容量不足,使得系统电压出现波动。另外,无功功率不能在传输网络中长距离有效传输,增加了受端电网的无功平衡控制的难度。文章针对大规模外送系统中的受端电压波动所导致受端电网电压稳定性降低的问题,提出了一种基于无功裕度的受端电网暂态电压稳定性控制方法。首先,对系统无功裕度以及电压稳定性进行分析,得到系统静态电压稳定极限与无功需求容量的关系;然后,通过分析受端电网各节点无功需求特性,在能够允许受端电网电压最大波动的条件下,进行系统无功裕度的确定;再通过机器学习算法进行无功裕度控制,达到系统电压稳定控制的结果。通过仿真验证表明,采用文章所提出的基于无功裕度的受端电网暂态电压稳定性控制方法,能够精确地得到受端系统电压稳定工况,实现系统电压的稳定控制。     

Coordinated voltage control of renewable energy power plants in weak sending-end power grid

The utilization of renewable energy in sending-end power grids is increasing rapidly, which brings difficulties to voltage control. This paper proposes a coordinated voltage control strategy based on model predictive control (MPC) for the renewable energy power plants of wind and solar power connected to a weak sending-end power grid (WSPG). Wind turbine generators (WTGs), photovoltaic arrays (PVAs), and a static synchronous compensator are coordinated to maintain voltage within a feasible range during operation. This results in the full use of the reactive power capability of WTGs and PVAs. In addition, the impact of the active power outputs of WTGs and PVAs on voltage control are considered because of the high R/X ratio of a collector system. An analytical method is used for calculating sensitivity coefficients to improve computation efficiency. A renewable energy power plant with 80 WTGs and 20 PVAs connected to a WSPG is used to verify the proposed voltage control strategy. Case studies show that the coordinated voltage control strategy can achieve good voltage control performance, which improves the voltage quality of the entire power plant.