基于交流信号注入的混合微电网功率均衡策略

实现微电网间功率精准与高效的分配是混合微电网的重要控制目标,但由于线路阻抗、负载及低速通信的存在,传统下垂控制难以同时解决混合微电网间的功率均衡及接口变换器间的循环功率问题。提出一种基于低频低幅值交流信号注入的混合微电网功率均衡控制策略,在公共直流母线中注入交流信号,建立直流微电网的频率—有功功率下垂关系,利用全局变量频率改进传统混合下垂控制策略,在解决并联接口变换器间循环功率的同时,实现了混合微电网间功率的精准分配。通过仿真,验证了所提方法的可行性与有效性。     

一种基于VSG技术的混合微电网控制策略

针对混合微电网易受负荷和电源波动影响的问题,提出一种基于虚拟同步发电机技术的混合微电网控制策略,增强混合微电网的惯性能够平抑频率和电压突变,同时,联络换流器(interfacing converter,IC)根据2个子网的需要进行功率交换。建立IC控制的小信号模型,推导负荷及电源变化与传输功率之间的传递函数。分析系统的动态性能,确定控制参数的选取方法。最后,仿真与实验验证所提算法能够改善混合微电网的动态性能,增强电网的稳定性。     

交直流混合微电网并联双向互联变换器环流抑制与功率控制

针对交直流混合微电网中多台双向互联变流器(Bidirectional interlinking converter,BIC)并联运行时功率流动、分配以及环流问题,提出一种用于多并联BIC的分布式电源管理控制策略,其中每个BIC设计有独立的局部分布式控制器,计算出各自的功率参考值,并可根据不同功率额定值按比例分配,实现两子网间功率流动及不同BIC间的功率分配;此外,在零矢量前馈控制策略的基础上,提出一种虚拟BIC概念,以实现多并联BIC环流抑制。仿真与硬件在环试验结果表明该策略可有效控制两子网间的功率流动及多模块间环流抑制。     

电流畸变时AC/DC双向功率变换器的控制策略

在交直流混合微电网中,通过电力电子接口接入的可再生能源和非线性负载会使交流母线电流发生畸变。因此,要求AC/DC双向功率变换器不仅能可靠变换功率以保证交直流子网功率平衡,而且能抑制交流母线谐波电流。该文基于Fryze-Buchholz-Depenbrock(FBD)功率理论的谐波电流检测法,提出一种可以治理交流母线谐波电流的AC/DC双向功率变换器控制策略。该控制策略在实现交直流子网功率传输及母线电压稳定的基础上,还可以通过AC/DC双向功率变换器治理交流母线谐波电流,保证微电网具有良好的电能质量。最后通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性。     

基于虚拟惯性频率调节的VSC-MTDC系统自适应下垂控制策略

在传统附加频率控制策略下,多端柔性直流（VSC-MTDC）系统调节交流侧频率易引起较大的直流电压波动。文章提出一种基于虚拟惯性频率调节的VSC-MTDC系统自适应下垂控制策略。首先,通过虚拟惯性频率调节控制,建立直流侧电压与交流侧频率的联系,使VSC-MTDC系统为交流电网频率提供惯性响应,提高系统频率稳定性。其次,考虑换流器的调节裕度,并引入直流电压影响因子,使下垂系数随着直流电压偏差实时变化,由此建立有功功率、直流电压和交流侧频率三者之间的耦合关系,实现VSC-MTDC系统对频率提供惯性支撑,同时保障直流电压稳定。最后,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台建立四端VSC-MTDC输电系统,并选取交流电网负荷减少、负荷增加和发生瞬时短路故障3种工况,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

并网型直流微电网协调控制策略

大量的电力电子装置接入直流微电网中,降低了系统的惯性,因此需要设计微网内功率的控制策略,以保证母线电压不发生严重波动甚至崩溃。提出了一种基于光伏、储能、联网单元的并网式直流微电网协调控制策略。以母线的简化电路为基础,分析了直流母线电压与功率平衡的关系;划分系统的4种工作模式和运行状态,据此对母线电压进行分层,并设计了基于对等控制策略的联网变流器、储能单元和光伏控制方案。仿真结果表明,该控制策略能够在微电网内出现功率不平衡时,将母线电压波动控制在额定电压的±10%以内,且下垂控制使相关设备具有即插即用的功能,实现了设备层和系统层在无通信条件下的协调配合。     

交直流混合微电网多时间尺度协同控制

为了更好地将可再生交直流电源并入电网,提出了一种适用于交直流混合微电网的多时间尺度协同控制方法,该交直流混合微电网由一个交流子网和一个直流子网组成,它们之间通过双向功率转换器(bidirection-al power converter,BPC)连接.该控制方法在三个时间尺度上依次稳定功率波动,在第一时间尺度中,当某子...     

基于叠加频率的直流微电网改进下垂控制策略研究

提出一种基于叠加频率的直流微电网改进下垂控制策略。首先,通过在变换器输出电压上叠加交流电压,构造交流电压频率和输出电流之间的下垂特性;同时,利用交流电压产生的无功功率调节各变换器输出电压,实现电流的精确分配;然后,通过引入虚拟电阻和电压二次补偿措施,实现母线电压恢复同时提高系统稳定性。该文所提控制策略无需通信网络,有效提高了微电网即插即用性能。最后,通过仿真验证了控制策略的可行性和有效性。     

直流微网DC/DC变换器的虚拟直流电机控制策略研究

直流微网是小惯性系统,负荷频繁投切和新能源出力波动等因素都会影响母线电压的稳定。在直流微网系统中,往往通过储能单元维持系统功率平衡和母线电压稳定。针对储能端口双向DC/DC变换器,提出一种简化的虚拟直流电机控制方法,以增强系统的惯性和阻尼;建立虚拟直流电机控制的小信号模型,分析控制策略的稳定性和动态特性;对于动态响应初期母线电压的冲击性变化,提出输出电流前馈的小信号模型补偿方法,进一步平滑母线电压的动态过程;最后通过仿真分析验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

不平衡电压下交、直流混合微电网直流纹波抑制策略北大核心CSCD

交、直流混合微电网中,由于交流子网不平衡,使直流子网存在2倍频的直流纹波,文章提出一种直流电压纹波抑制策略。首先,在换流器控制层面,使用负序分量补偿控制,抑制交流子网不平衡对直流侧造成的2倍频脉动;其次,在交、直流混合微电网直流侧,使用基于准比例谐振控制器(Quasi Proportional Resonant Controller,QPR)改进的直流有源滤波器(Active Power Filter,DC-APF)来精准地跟踪直流侧2倍频脉动,以直流电压稳定为控制目标,交、直流协同控制;最后,Matlab/Simulink仿真结果表明,所提控制策略的直流电压纹波含量比传统控制方法低4倍左右,可以有效地抑制交、直流混合微电网直流侧母线电压二次纹波和有功功率波动。     

附加电流前馈的虚拟直流电机控制技术

针对直流微电网中惯性、阻尼支撑不足导致的电压质量变差的问题,该文提出了一种附加电流前馈的虚拟直流机控制（VDMC）策略。在该策略中,通过模拟直流电机的运行性能,建立适用于双向DC-DC换流器的控制结构,以提高对直流电压的惯性和阻尼支持能力。为消除负荷扰动初期的电压波动,设计电流前馈补偿回路提升VDMC抑制电压突变的能力。根据阻抗比稳定性判据,分析附加回路对直流微电网稳定性的影响。最后,在直流微电网半实物仿真平台上进行了实验验证。结果表明,附加电流前馈的虚拟直流电机控制策略,改善了惯性支持功能和电压阻尼,从而进一步提高了直流微电网的动态稳定性。     

直流微电网储能变流器动态下垂控制研究

考虑直流微电网功率分配和母线稳定性问题,提出一种基于储能电池荷电状态(state of charge,SOC)的储能变流器动态下垂控制方法,通过在下垂控制系数中引入储能电池实时SOC值,使负荷差额功率在并联储能电池之间根据自身SOC值进行动态分配,实现功率输出和SOC的均衡;并通过增加直流母线电压二次控制和补偿虚拟阻抗...     

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。     

直流微电网中风电机组的双向扩展惯性控制方法

新能源直流微电网惯性响应能力弱、系统稳定性较差,传统惯性控制策略无法针对不同工况灵活调整惯性强弱,为此该文提出了双向扩展惯性控制方法。首先建立含风电的直流微电网结构模型,分析了系统惯性和风电机组惯性的关系。在此基础上,提出了直流微电网中风电机组的双向扩展惯性控制方法,该方法利用指数函数的极速增长性,快速调节机组的功率跟踪曲线比例系数,大幅扩展风电机组的惯性,同时在直流电压突变初期,通过正向扩展惯性控制,增加系统惯性阻止其变化,在直流电压恢复初期,通过负向扩展惯性控制,减小系统惯性促进其稳定,实现了惯性双向灵活调节,有效提高系统稳定能力。最后,在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了直流微网模型,验证所提控制方法的有效性。     

含低风速分布式风电的交直流混合配电网的直流母线电压控制

为促进接近负荷中心的低风速风电开发和并网,文章在Matlab/Simulink中构建了一种含低风速分布式风电的新型交直流混合配电系统。针对低风速高湍流特性导致的直流母线电压波动问题,提出了一种改进控制策略。该策略在风电机组直流母线前加装超级电容,并以风功率预测值设计超级电容输出功率前馈控制,通过维持直流母线注入功率稳定抑制直流母线电压波动。研究结果表明,改进电压控制策略能够有效抑制高湍流风速下直流母线电压波动。     

变风速下双馈异步风机在微电网中的电压频率协调控制

微电网线路阻抗比值较大,当微电网孤岛运行时,负荷频繁投切导致微电网电压、频率波动较大。文章对双馈感应风电机组与柴油机协调控制共同为微电网提供电压、频率支撑,提出了DFIG在微电网中的电压、频率协调控制策略。DFIG有功功率控制采用虚拟惯量控制与超速减载控制,并采用f-P下垂控制与柴油机配合对微电网频率进行调节。通过控制DFIG转子侧换流器的无功功率,并采用V-Q下垂控制与柴油机配合对微电网电压进行控制。最后在DIgSILENT中搭建了风光柴中压微电网模型,仿真结果验证了文章所提控制策略的有效性。     

自主微电网控制策略改进

针对典型低压微电网,分析了分布式发电单元逆变器的控制策略,由于负荷波动频繁,风力、光伏电源具有间歇性,采用下垂特性控制的分布式发电单元在快速响应功率波动的同时,也降低了系统的稳定性,针对该矛盾引入磁滞滞后环节,对反下垂控制方法进行了改进,提供不同的回归路线,当逆变器电压幅值或频率变化方向改变时,功率参考值不变,直至电压或频率反方向变化值超过容忍变化量,沿反方向曲线变化,免受小波动的影响,提高了系统的稳定性,增加了控制的灵活性。仿真对比分析表明改进控制算法的可行性和有效性。     

基于分层控制的孤岛微电网储能优化控制策略

针对直流微网在储能控制策略中所采用的传统下垂控制方法,存在功率输出不均、母线电压跌落等问题,提出了微电网在孤岛模式下储能装置稳定直流母线和负荷恒功率运行的分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:一级控制层下的储能作为微电网主要能量分配的装置,提出了基于双闭环的下垂控制策略,将储能电池变换器通过P-f、Q-u进行双层...     

基于DE-RBF混合优化算法的微电网自适应下垂控制策略

孤岛微电网因线路阻抗各异,采用传统下垂控制无法实现功率按分布式电源容量比例分配,会产生电压/频率偏差。为此,提出一种基于DE-RBF混合优化算法的自适应下垂控制策略。首先,构建下垂控制的两逆变器并联微电网系统动态模型,应用差分进化（differential evolution,DE）算法获得多个平衡点的优化下垂控制参数。为提高系统的动态响应速度与稳定性,通过训练径向基（radial basis function,RBF）神经网络,对每个平衡点参数进行校正。进而,通过增加RBF神经网络的隐含层数量,推广至多个逆变器并联微电网。以采集的有功功率和无功功率作为训练数据,输出最优下垂系数,实现微电网的自适应下垂控制。最后,搭建Matlab/Simulink仿真平台,验证了所提自适应下垂控制方法相比于传统下垂控制,系统响应速度快,功率按照分布式电源容量比例分配。     

邮轮混合储能系统分段式下垂控制技术

针对脉冲负载频繁投切引起的邮轮混合储能系统频率、电压波动问题,提出一种改进的下垂控制策略。针对锂电池和超级电容混合储能系统建立仿真模型,为各储能单元配置独立的双向DC/DC变换器,仿真分析分段式下垂控制策略对功率分配和均流控制的效果。仿真结果表明：在负载突加或突卸工况下,分段式下垂控制策略可根据负载功率和直流母线电压变化自动控制储能系统功率流向,快速有效平抑电网的负载波动。