一种改进的微电网无功分配控制策略研究

微电网孤岛运行时线路等效阻抗存在偏差,采用下垂增益分配不同容量微电源输出无功功率时不尽合理,导致微电源之间无功环流增加,从而增加系统损耗、降低电能质量.针对此问题,提出一种新型改进下垂控制策略,将无功补偿环节和微源侧电压损耗恢复机制引入传统下垂控制,提高无功功率的分配精度.搭建微电网Simulink仿真模型,仿真结果表明,该策略能够准确分配无功负荷,提高了系统电网稳定性,既不影响微电源的有功输出又大幅降低无功环流.     

一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略

由于独立运行的微网中馈线阻抗不匹配,采用传统下垂控制策略的分布式电源难以精确地分配输出功率。针对该问题,提出了一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略。在该策略中,中心控制器采用低带宽通信向各个分布式电源发送交流母线电压偏离补偿信号,分布式电源的本地控制器获取该补偿信号后,通过积分构造出输出电压的幅值参考。采用所提出的下垂控制策略,各分布式电源在实现无功功率精确分配的同时,可以有效消除交流母线的电压降,将母线电压恢复至额定值。仿真结果表明,所提出的改进下垂控制策略在复阻抗特性馈线微网中具有一定的有效性和可行性。     

一种改进的微电网无功控制策略

由于微电网线路阻抗特性等因素的影响,分布式电源的无功出力难以按照下垂增益分配。在分析了下垂控制中无功出力与负荷侧电压幅值关系的基础上,提出将负荷侧电压幅值作为参考量引入下垂控制的方案,并且通过小信号稳定分析为控制参数设计提供了理论依据。仿真结果表明该方案有效地改善了分布式电源间无功出力的分配关系,即使在下垂增益较小的情况下依然能够保证无功出力的分配精度。另外该无功控制方法不影响有功负荷在分布式电源间的分配。     

采用改进下垂控制和双层无功优化的风电场无功均衡分配研究

计及风电场详细模型,按照双馈风电机组(DFIG)无功容量比例分配无功,难以实现风电场无功裕度均衡控制。根据DFIG无功裕度和并网点(PCC)允许电压偏差,提出可变下垂系数以改进无功-电压控制。结合每台DFIG无功裕度及其与PCC间电气距离,定义新的无功不均衡度。针对大规模风电场控制问题,建立双层无功优化模型,其中电网层以减小网损、电压偏差和风电场铜耗为目标,整定电网无功需求量;风电场层以场内线损、DFIG铜耗及无功不均衡度最小为目标,确定各台DFIG无功出力。采用有限记忆拟牛顿信赖域(LBFGS-TR)算法求解无功均衡分配方案。算例结果表明,所提算法可充分利用DFIG无功调控能力,实现风电场无功裕度均衡控制。     

一种微电网无功均分的改进控制策略

受微电网线路阻抗不匹配等因素的影响,传统的下垂控制难以按照下垂增益合理分配无功功率,为了提高微电网中分布式微源输出无功功率的均分精度,又不至于降低电压质量,提出了一种基于同步思想的微电网无功均分改进下垂控制策略。该方法在传统下垂控制的基础上引入了无功补偿和电压恢复机制,利用中央控制器发出的低带宽同步信号的触发,无功补偿机制将修改下垂特性曲线的电压偏置,改善无功出力分配精度,而电压恢复机制则补偿由此造成的输出电压的降低,实现电压恢复。从理论上证明了该算法的稳定性,且仿真和实验结果均表明,改进下垂控制的无功均分方法实现了负荷有功和无功功率的合理均分,并具有良好的动态和稳态性能。     

基于改进下垂控制策略下的交流微电网仿真分析

随着国内交流电传输和使用的比重逐年提高,且交流微电网与传统电网存在优良的兼容性和互动性,交流微电网控制技术受到广大学者的关注.首先建立了交流微电网的传统下垂控制方案,分析了有功-频率下垂和无功-电压下垂两个下垂控制特性.在此基础上,建立了一种交流微电网下的改进下垂控制策略,改善了功率分配精度和电压偏差问题.最后在MATLAB/Simulink仿真环境下验证了改进下垂控制特性的有效性.     

基于无功功率裕度分配的光伏电站静态无功/电压控制策略

光伏电站大规模集中并网运行可能会引起系统电压波动,从而影响电力系统的稳定运行。为降低光伏电站并网对系统安全稳定的不利影响,减少输电系统网损,该文研究了光伏电站的无功/电压控制问题,首先分析了系统有功功率和无功功率对光伏电站并网点电压的影响,进而提出了一种基于无功功率裕度分配的光伏电站静态无功/电压控制策略,最后搭建了某实际光伏电站并网模型,通过动态仿真验证了所提控制策略的可行性和准确性。     

一种适用于直流微电网的自适应下垂控制策略

下垂控制能够实现功率的按比例分配,在直流微电网中被广泛应用。然而由于线路阻抗存在差异,采用传统下垂控制的分布式单元在电压偏差和电流精准分配之间存在矛盾。为此,利用电压偏差截距补偿法和功率分配环节对下垂系数进行自适应调节,实现了直流微电网系统各个分布式电源功率的精准分配和电压补偿,并使用四端直流微电网仿真模型验证了所提出的控制策略的有效性。     

基于虚拟电容的微网逆变器无功均分控制策略

在采用下垂控制的多逆变器微网系统中,针对线路阻抗差异所导致逆变器无功功率不均分问题,提出了基于虚拟电容的无功均分控制策略。该控制策略通过算法模拟逆变器输出端的并联电容特性,并根据线路阻抗差异自适应补偿线路阻抗压降,减小基频环流,提高系统无功均分能力。所提控制策略无需改变下垂特性,且无需检测公共点电压和线路阻抗参数,简化并改进了微网逆变器的无功均分控制。仿真和实验验证了所提方案的有效性。     

基于动态下垂系数的低压微电网无功控制策略

在低压微电网中,由于受到线路阻抗参数呈阻性以及阻抗值不匹配的影响,常规下垂控制方法往往存在功率耦合和稳态无功功率分配不均的问题。针对上述问题提出一种自适应系数的改进下垂控制方法。该策略通过引入基准虚拟电抗将等效输出阻抗调节为感性,削弱线路阻性成分带来的耦合问题,从而能够应用感性下垂控制;其次,引入低带宽通信,根据功率均分需求自适应调节下垂系数,消除线路阻抗不匹配问题,从而实现无功功率精确均分。相比于传统下垂控制方法,该方法适用任意线路阻抗条件下的微电网控制,具有良好的动、稳态性能。最后,通过Matlab/Simulink仿真证明了该方法的正确性与有效性。     

基于自适应下垂法的有功功率均分控制

在低压孤岛微网中,受到线路阻抗不一致的影响,线路阻抗与并联逆变器的容量不匹配,传统下垂控制方法不能使并联逆变器有功功率达到均分的效果;并且传统下垂控制法反馈信号很难准确的测到线路阻抗后公共节点的电压。针对以上问题,提出了一种自适应的下垂控制方法,该方法具有可变的下垂系数和可变的空载电压,自动调节下垂系数和空载电压来减小并联逆变器有功功率分配的偏差和降低线路阻抗上的电压降。在负荷发生突变和扰动的情况下,利用MALATB2014a/SIMULINK软件平台分别对传统下垂控制和自适应下垂控制进行仿真实验验证,仿真结果验证了自适应下垂控制方法不仅可以使并联逆变器有功功率分配达到均分,还可以大大改善线路阻抗上的电压降。     

基于抑制环流的自适应下垂控制改进策略

在孤岛模式下的微电网中由于线路阻抗存在差异,采用传统下垂控制的逆变器不仅无法精确分配负载功率,还会产生环流。为解决该问题,提出了一种基于抑制环流的自适应下垂控制改进策略。该策略采用旋转坐标的环流来构造虚拟阻抗,通过PI控制使线路等效阻抗不断相向趋近直至相等,从而均衡分配负载功率。所提出的改进策略无需实时检测线路阻抗,也无需借助通信网络。此外,构造的虚拟阻抗不仅能有效抑制环流,还不会引起输出电压大幅跌落。仿真结果验证了改进控制策略的有效性。     

一种低延时鲁棒功率下垂控制方法

在分析多逆变器并联功率分配机理上,提出一种低延时鲁棒功率下垂控制方法。通过重新设计等效输出阻抗呈阻性,将下垂控制器中有功/无功功率进行解耦。在此基础上,对有功功率控制构造积分器1/s,设计Q-f/P-U'鲁棒下垂控制器及U'恢复机理,提高了逆变器输出功率对等效输出阻抗和线路阻抗的鲁棒性,解除了线路阻抗与功率制衡关系,实现了负荷功率按额定容量比精确分配。该策略未改变逆变器等效输出阻抗的相频特性,无需重新设计等效输出阻抗,降低了设计难度。同时,利用所提的低延时快速功率计算方法降低了功率计算引入的控制延时,提高了系统的动态性。仿真和实验均验证了所提方法的正确性和有效性。     

单相并联逆变器的并网和孤岛控制策略

基于并网和孤岛控制原理,研究了两台逆变器并联系统的并网和孤岛控制策略。在并网运行时采用电流闭环控制,通过准PR调节器实现零稳态误差调节;在孤岛运行模式时采用下垂控制和虚拟电感实现功率均分和环流抑制目标,并在下垂控制基础上提出了一种混合滤波器平均功率提取方法。仿真结果表明,在孤岛运行模式下,与传统提取方法相比,采用混合滤波器平均功率提取方法能够有效抑制功率振荡,提高系统电能质量。     

含异构分布式电源的微电网无功功率分散分层控制策略

无功功率—电压下垂与电压—无功功率下垂是多逆变器孤岛微网系统中两种典型的分布式电源无功控制方式。针对含异构分布式电源的微电网,提出了无功功率的分散分层控制策略:①通过改进空载电压,能够在阻抗不匹配的情况下实现无功功率的合理分配,并将公共连接点(PCC)电压恢复至额定值;②基于不同时间尺度搭建分层结构,能够满足微网静态和动态性能的需求;③摆脱传统控制中通信的制约,实现分布式电源即插即用效果。最后,小信号分析、时域仿真以及RT-LAB硬件在环仿真实验验证了控制策略的可行性和有效性。     

微电网中的有功功率和无功功率均分控制

针对在单元输出功率控制(UPC)和馈线潮流控制(FFC)模式下,分布式电源(DG)之间的有功功率和无功功率均分控制进行了分析。在UPC模式下,DG输出的有功功率恒定,能够跟随给定值实现有功功率均分;在FFC模式下,DG所在馈线上的潮流值恒定能够跟随给定值,实现微电网和大电网之间的潮流交换恒定。但是受线路阻抗和本地负荷等的影响,DG的输出电压值不同,进而产生无功环流。针对这一问题,文中提出了一种抑制无功环流的控制策略,该策略是在无功电压下垂控制中加入电压补偿环节,以达到抑制无功环流的目的,该方法有效消除了逆变器之间的无功环流。针对线路阻抗和本地负荷不同时对微电网中无功环流的影响进行了分析,并分别进行了仿真,验证了该控制策略的有效性和可行性。     

采用虚拟功率下垂特性的多环控制策略的微电网研究

文中在二端口功率传输模型基础上,分析了微电网常规的下垂控制策略,发现线路呈现不同状态时,常规控制策略控制下的有功功率和无功功率耦合性较强。针对功率耦合问题,探究了一种采用坐标旋转的虚拟功率控制策略,通过坐标旋转正交变换矩阵,完成在耦合条件下的功率解耦。同时,在此基础上研究了逆变器的多环控制策略,提出了采用虚拟功率的双环控制策略。通过Matlab/Simulink对所提出的模型进行了仿真研究,验证了结果的有效性。