混合储能系统二次功率分配及交互控制策略在直流微网中的应用

针对含随机性、间歇性可再生能源的微电网中储能装置自身容量有限带来的问题,提出了混合储能系统二次功率分配及交互控制策略。文章该策略依据超级电容的荷电状态（state of charge,SOC）确定系统的工作模式。文章详细分析了各工作模式下松弛终端的协调控制方法。在临界极限充放电模式下,引入交互修正电流的概念,根据电压变化率的大小确定交互修正电流的作用区间,使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化;在系统极限充放电模式下,提出计及充放电量并考虑SOC恢复的改变滤波时间常数的二次功率分配及交互控制策略。最后将所提控制策略应用于直流微电网中进行仿真,结果表明,该控制策略可以增强储能装置的可靠性,实现荷电状态的自恢复,减少超级电容的能量配置。     

A derived heuristics based multi-objective optimization procedure for micro-grid scheduling

With the availability of different types of power generators to be used in an electric micro-grid system, their operation scheduling as the load demand changes with time becomes an important task. Besides satisfying load balance constraints and the generator's rated power, several other practicalities, such as limited availability of grid power and restricted ramping of power output from generators, must all be considered during the operation scheduling process, which makes it difficult to decide whether the optimization results are accurate and satisfactory. In solving such complex practical problems, heuristics-based customized optimization algorithms are suggested. However, due to nonlinear and complex interactions of variables, it is difficult to come up with heuristics in such problems off-hand. In this article, a two-step strategy is proposed in which the first task deciphers important heuristics about the problem and the second task utilizes the derived heuristics to solve the original problem in a computationally fast manner. Specifically, the specific operation scheduling is considered from a two-objective (cost and emission) point of view. The first task develops basic and advanced level knowledge bases offline from a series of prior demand-wise optimization runs and then the second task utilizes them to modify optimized solutions in an application scenario. Results on island and grid connected modes and several pragmatic formulations of the micro-grid operation scheduling problem clearly indicate the merit of the proposed two-step procedure.     

基于自适应下垂控制的风光储微网调频研究

提出一种基于自适应下垂控制的风光储微网调频控制方法。建立了风光储微网的系统模型,重点阐述了电池储能单元的三阶模型。基于储能电池的工作状态和充放电功率,确定了风电机组和光伏发电的动态出力策略。提出了一种自适应的下垂控制方法,即通过组网电源的功率裕度自适应调整各微源的下垂系数,充分发挥了微源的调节潜力和功率支撑能力。通过算例仿真验证了所提策略和方法的有效性。     

主动配电网保护控制的设计与研究

主动配电网是智能配电网发展的高级技术阶段,是具备组合控制各种分布式电源、储能、可控负荷以及具备需求侧响应能力的配电网络。该文对主动配电网的构成进行了简要介绍,探讨了主动配电网自身的特点及其对保护控制系统的要求,在此基础上提出了面向主动配电网的控制保护系统的整体架构,并对主动配电网保护控制中的关键技术即运行控制技术、并网点与配电网相结合的保护技术以及直流配电网保护技术进行了阐述。     

微电网并联逆变器的模糊PI控制

以下垂控制法微电网逆变器为研究对象,对传统电压环采用的PI控制器进行了改进,提出了一种采用模糊PI控制器的电压环设计方案。模糊PI控制器结合了模糊控制技术和PI控制器的优点,使微电网逆变器并联系统的抗干扰能力和鲁棒性能得到显著提高。最后利用Matlab／Simulink进行仿真,仿真结果验证了所提出的模糊PI控制的正确性和有效性。     

基于滑模变结构的含不平衡负荷微电网控制策略研究

不平衡负荷会增加系统运行电压的不平衡度和谐波畸变率,影响微电网电能质量。利用滑模变结构控制鲁棒性强、动态响应性好的特点,将其应用于含不平衡负荷微电网运行控制中。对各系统建立了相关数学模型,并设计了相应的控制策略,实现了微电网不同运行模式间的平滑切换。PSCAD/EMTDC仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。     

具有功率精确分配能力的逆变器电压谐波 分频下垂控制方法研究

微网中有可能存在电压谐波问题。设计具有能量转换和电压谐波治理的复合型逆变器有助于降低微网的成本。同时当多逆变器并联时,希望各逆变器能在基波和谐波域依照各自容量分配功率。现有方法是采用下垂控制和虚拟阻抗技术。首先建立包含谐波域的逆变器并网模型,阐述了谐波抑制的基本原理。然后讨论了设计逆变器的输出阻抗为阻性的方法。随后应用下垂控制策略,提出了逆变器基波和谐波的分频下垂控制器设计方法。最后通过PSCAD验证了该方法不仅能有效地抑制电压谐波,而且也能依照容量合理分配基波域和谐波域的功率。     

微电网并/离网故障特性和继电保护的配置研究

随着分布式电源越来越多地接入电网,含储能系统的微电网与配电网继电保护配置的问题也更加突出,目前国内、外均还在探讨之中。结合一个微电网实际工程的应用,详细分析了并网和离网模式下配电网和微电网内部的故障特性。利用实时数字仿真系统(RTDS)搭建半实物仿真平台进行仿真分析,应用仿真结果,详细阐述了继电保护配置方法,对微电网的推广应用具有指导意义。     

基于超级电容储能的动态电压恢复器研究

针对微电网电压闪变问题,研究了基于超级电容器储能的新型动态电压恢复器(DVR)系统。通过引入超级电容器储能,有效的利用了超级电容器极高的充放电能力和电荷储存能力,使动态电压恢复器在补偿电压时能快速提供稳定的电压。此外,通过研究基于超级电容的动态电压恢复器的控制策略,采用前馈加反馈的双闭环控制,引入了电容电流反馈,提高了系统的动态响应速度和控制精度。由于直流电源放电功率的提高,动态电压恢复器适用于频繁出现电压跌落的微电网线路,并且对阻性负载和阻感性负载有较好的适应性。仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

光伏发电并网大电网面临的问题与对策

妥善解决光伏发电系统接入大电网后2部分都能安全、高效运行是光伏发电技术大规模工业化应用的关键之一。分析了光伏发电系统及其并网的技术特点,简要阐述了光伏发电并网问题的研究现状。指出光伏发电大规模并网使大电网在研究与实验验证手段、对光伏发电系统影响大电网机理的认识、新型配电系统的规划、电网运行控制、电网监测保护与控制装备、技术标准与规范等方面面临新的问题,并提出了应对这些问题的策略。