微电网中并列运行逆变器控制策略研究

考虑到微网内分布式电源的多样化和分散性,提出一种PQ控制与基于下垂特性的电压电流控制相结合的控制策略。PO控制可以实现间歇性微源的最大能源利用率,基于下垂特性的电压电流控制在微网运行模式或结构发生变化时,可以很好地实现负荷功率共享,以维持微网频率和电压的稳定。此控制策略既可以在并网模式下运行,也可以在孤岛模式下运行。并在PSCAD／EMTDC仿真平台上搭建了微电网仿真模型,验证了此控制策略的正确性和有效性。     

基于多个松弛终端的直流母线电压分层控制策略研究

独立运行的多微源直流微电网,因其抗扰动能力弱,需要制定合理的能量管理控制策略来平衡微源间的功率流动,实现直流微电网的稳定运行。采用基于多个松弛终端的直流母线电压分层控制策略实现直流微电网的协调控制,当直流微电网中光伏发电功率或者负载发生变化时,通过松弛终端来维持直流母线电压稳定。根据电压分层控制策略,文章所研究的微网组网中松弛终端是超级电容、蓄电池和燃料电池,分别采用双闭环电流电压控制、基于电压的下垂控制和恒压控制实现孤岛模式下分布式发电系统和混合储能系统间的功率平衡。其中光伏发电根据需要可以作为松弛终端,也可以作为功率终端。通过仿真分析研究,验证了该控制策略的良好效果。     

一种适用于微电网黑启动的改进微源电压控制策略

孤岛运行的微电网故障后,系统的重新恢复供电关系到微网能否安全稳定运行。文章根据光储微电网中各微源的特性以及黑启动微源的选取原则,选取合适的黑启动电源。为了让黑启动电源在系统恢复初期更好地为微网交流母线提供电压频率支撑,提出一种适用于微电网黑启动的微源电压控制策略,通过改进微源下垂特性,实现微电源输出电压从零开始上升建立电压的过程,确保配电变压器的零起升压功能。最后,在PSCAD仿真平台上搭建了相应模型进行仿真,结果表明,所提电压控制策略有效支撑了微网孤岛运行的电压频率,提高了微网的安全稳定性。     

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...     

基于功率交互和充放速率优化的交直流混合微网控制策略研究

针对具有间歇性和波动性的风光分布式微源,为保证微电网电能质量具有较高的可靠性和稳定性,建立具有燃气轮机和混合储能系统的交直流微网结构并提出一种新型的功率分配策略,可增强微网孤岛运行的灵活性。该控制策略将系统总功率差额进行滤波后采用蓄电池承担负载瞬间波动功率的低频分量且对其功率吞吐速率进行优化控制,蓄电池并维持母线电压的稳定;超级电容提供其差值功率,同时系统能量平稳后由蓄电池承担超级电容产生能量的盈亏,时刻维持其电压初始状态,实现储能间的功率交互并且可有效降低对其配置设备容量的要求。分析混储系统无法长期运行时与燃气轮机的协调控制情况。最后,通过Matlab/Simulink混合储能交直流微网的算例仿真,验证所提能量管理方案的可行性和控制策略的有效性。     

基于下垂特性的微电网协调控制策略研究

微电网技术有助于解决分布式电源大规模接入电网的问题,同时增强用户供电的可靠性,而微网内各微源间的协调控制是微网研究的重点。文章分析了微网中电力电子接口的微源常用控制方法和协调控制结构,基于下垂控制特性提出了微网各微源的协调控制策略;利用互联反馈系统BIBO稳定判据小增益定理,分析了下垂系数对系统稳定性的影响,为下垂系数设计提供了依据,最后对提出的下垂系数设计依据在Matlab/Simulink中进行了仿真验证。     

基于PD一致性算法的微电网分层优化控制策略

由于微电网在孤岛运行时,失去了大电网的支撑,系统电压、频率的稳定性难以得到保障,而保证系统的频率和电压维持在稳定值是微电网稳定运行的前提和基础。针对传统的下垂控制易导致系统的频率和电压出现偏差,在微电网的二次层引入基于(Proportion differentiation,PD)控制一致性算法的状态观测器,对偏差进行动态补偿。三次层以实现分布式电源的最优经济运行为目的,采用PD控制的一致性算法理论求解分布式电源的最优微增率和功率值,与基本一致性算法相比,有效缩短了收敛时间,进一步求解考虑分布式电源发电限制条件下的最优功率值,最后针对负荷及电源波动因素,进行了系统的稳定性仿真,通过试验验证了该控制策略的有效性。     

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。     

不同功率等级逆变器并联的改进下垂控制策略研究

针对多样性分布式电源(distributed power generation,DPG)在阻感性的低压微网中并联运行时线路阻抗不一致的特点,在传统无功下垂控制中加入电压补偿改善无功功率的分配效果,但分配精度较低,DPG间产生无功环流。该文提出一种不同功率等级逆变器并联的改进下垂控制策略,利用虚拟阻抗技术改善逆变器等效输出阻抗,提高系统对感性下垂控制策略的适用性;在无功下垂控制添加电压补偿的基础上,设计了具有自适应性的无功下垂系数,实现对无功输出的调节。搭建的Simulink模型仿真结果表明所提策略可将无功功率的分配误差由2.08%降到0.56%,有效抑制无功环流,保证微电网的稳定运行。     

基于MIC反馈的直流微网无差控制策略研究

针对直流微电网中内部功率不平衡和下垂控制策略具有电压偏移的问题,文章提出了基于MIC(Micro Increment of Current)反馈的直流微网无差控制策略。该策略底层控制以直流母线电压为载体,混合储能采用分段下垂的方式,实现了母线电压的相对稳定,同时以电流微增量MIC信号为内环控制的反馈项,通过周期性更新MIC参考值控制储能系统的实际输出电流,使直流母线电压稳定在额定值。最后,在Matlab/Simulink中进行仿真,仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

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。     

低压微电网孤岛模式下改进下垂控制策略

在孤岛运行的低压微电网中,传统下垂控制会导致频率和电压偏离额定值、无功功率分配精度较低等问题,为此提出了无稳态误差的有功—频率下垂控制和综合改进的无功—电压控制策略,分析了在有功—频率下垂控制中引入隔直环节实现消除频率稳态误差的原理,综合分析了下垂系数、虚拟电抗、输出电流补偿等无功—电压下垂改进措施对无功分配精度、系统稳定性和电压跌落的影响,实现了稳态时微电网频率无偏差,提高了分布式电源之间无功功率分配精度,确保了电压波动在允许范围内。仿真算例验证了所提出的控制策略的有效性,为低压微电网孤岛模式下的下垂控制提供了参考。     

直流微网中可抑制环流的并联变流器控制策略

针对传统下垂控制中功率分配和电压调整的矛盾性,结合直流微网的结构特点,提出一种可抑制并联变流器间环流、准确分配负荷功率,同时稳定直流母线电压的改进下垂控制策略。首先,在各变流器输出端引入虚拟电阻,以功率损耗最小为目标确定其初始值,根据各变流器输出电压差自适应调整虚拟电阻大小,抑制环流的同时尽可能减小母线压降;其次,在控制器输入端引入电流补偿控制,消除线路电阻对功率分配精度的影响,采用分布式电压补偿控制进一步调整母线电压;最后,利用系统特征方程式分析系统的稳定性,为实际工程中设计变流器控制器提供理论指导。仿真验证了所提控制策略的有效性。     

基于改进下垂控制策略的微电网无功均分研究

由于分布式电源自身容量、线路阻抗不同等原因,在并联系统中采用传统下垂控制策略,不仅会造成各微源不能按照相对应的下垂系数进行无功功率均分,也会影响电能质量,为此提出一种基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略,首先分析了功率均分机理及影响因素,在此前提下通过引入虚拟阻抗削弱系统中的功率耦合关系,同时对电压和频率进行调节,从而实现系统的功率均分并保障电压与频率的稳定输出;最后在Matlab/Simulink环境中验证了该控制策略的可行性与有效性。该改进策略保证了有功负荷与无功负荷在各分布式电源间的合理分配,提高了能量利用率与系统稳定性。     

微电网电压质量控制方法研究

摘要： 由于微电网中不平衡负载的影响,使得微电网电压出现不平衡。针对这类问题,在dq坐标系下对低压微电网电压不平衡进行研究,并提出了相应的补偿方法。该方法采用加虚拟阻抗的下垂控制器来灵活准确地实现分布式电源的功率分配;通过电压不平衡补偿,使得分布式电源输出稳定的负荷电压从而自动补偿微电网的不平衡电压;而电压电流环对下垂控制中所给定的参考信号进行准确的跟踪,提高输出电能质量,进一步提升整个控制系统的性能。最后通过仿真结果证明了所提控制策略的可实现性和有效性。     

Coordinated control strategy of flywheel energy storage array for micro-grid

本文研究了并联到同一直流母线的飞轮储能阵列协调控制策略,对经典的3种功率控制策略下的荷电状态（SOC）变化率进行了推导和分析,提出改进系数的下垂控制策略,同时针对微网电压低、阻抗小引起的静态误差控制问题,采取引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制策略进行补偿,从而改善了系统功率分配精度。最后建立了含风电场的微电网模型,仿真验证上述控制策略的有效性。     

一种通用控制结构的孤岛微电网能量管理方案

针对可再生能源(renewable energy sources,RES)和储能系统(energy storage system,ESS)组成的混合微电网,由于不同微源间特性、容量等存在差异,造成控制方案多样,不利于系统扩展和能量管理。通过系统频率建立逆变器与交流微网间有功功率交换关系,通过直流母线电压建立逆变器与前级可再生能源或者储能单元间的能量平衡,提出一种通用形式的控制结构。逆变器作为联通前级微源与后级交流微网的媒介,采用电压控制模式,能够实现能量的双向流动和直流母线电压稳定控制。根据提出的微源控制策略,基于微网频率信号,该文又提出一种孤岛微电网能量管理方案。该方案依赖本地信息进行能量管理,不需要通信,系统可靠性高。仿真和实验验证该策略的可行性。     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方...     

计及混合储能荷电状态的光伏直流微网功率分配策略

针对光伏直流微电网中光伏出力和负荷投切产生的功率波动,将锂电池和超级电容器构成的混合储能系统（hybrid energy storage system,HESS）运用在直流微网中可以平抑系统功率波动和稳定直流母线电压。在考虑超级电容荷电状态（SOC）的二次功率分配的基础上,提出一种基于光伏单元,混合储能系统和负荷三者协调运行的控制模式。根据光伏电池出力情况和负载消耗功率的关系以及各储能单元间SOC的不同,将光伏直流微电网分为4种运行模式,实时调节各储能单元的出力情况,使系统各微源间的功率达到动态平衡。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了一个含混合储能系统的光伏直流微网仿真模型,结果表明所提控制策略既能稳定运行在各种工作模式,又能保证直流微网系统稳定可靠运行的前提下优化各微源间的出力,验证了该控制策略的有效性和准确性。     

微电网独立运行模式下协调控制策略设计

根据微电网及其接入低压配电网的特点,提出了一种协调控制策略。V/f控制单元采用下垂控制,对自身功率定时采样,并把该采样值作为下垂控制中功率的基准值,使电压频率稳定在基准值。PQ控制单元以最大功率输出,但当电压幅值大于设定的限值时,减少功率输出,并根据限值的大小决定功率减少的先后顺序。对微电网的仿真对比分析表明,该控制策略能快速跟踪功率变化、保证电压和频率稳定,使系统安全稳定运行。