多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究

针对分布式光伏发电的谐波源特性和功率波动性,对分布式光伏接入对配电网谐波、电压波动和闪变的影响进行了分析,并分析了背景电能质量问题对光伏并网点电能质量的影响。同时在DIg SILENT/Power Factory仿真平台上搭建了国际大电网会议(CIGRE)认为适合进行分布式发电接入配电网特性研究的典型配电网络结构,并根据IEC 61400-4-15标准在该平台上搭建了IEC电压闪变仪,对含多接入点分布式光伏发电的配电网的谐波传输和放大特性、电压波动和闪变的影响和评估进行了仿真分析。仿真结果表明,含多接入点分布式光伏的配电网中谐波传输和放大特性非常复杂;配电网各母线节点的电压波动和闪变值的大小与该母线节点的短路容量和功率波动密切相关。     

考虑衰减直流分量的电压补偿量直接检测方法

微网技术给传统的电力系统注入了新的活力,但当系统发生故障时微网中某些敏感负荷的电压质量得不到保障。为此,本文将动态电压恢复器(DVR)应用到微网中,来改善电压质量。针对故障信号中的衰减直流分量影响电压补偿量检测的实时性与补偿精度问题,本文研究了滤除衰减直流分量的半周期算法,并将其与dq0变换和电压补偿量直接检测方法相结合,快速准确地计算出DVR所需的电压补偿量。仿真结果表明,考虑衰减直流分量的电压补偿量直接检测方法具有检测准确,实时性好,计算简便等特点,适用于动态电压恢复器的实际应用,保证了经DVR补偿后负荷处具有良好的电压质量。     

考虑电网侧储能调频能力的电力系统负荷恢复策略

为了提高停电后电力系统负荷恢复效率,具有调控优势且响应速度快的储能参与系统恢复已经成为必然趋势。现有研究中,储能主要是作为可再生能源的辅助电源,平抑可再生能源出力波动;大规模储能也可作为黑启动电源,为待恢复机组提供启动功率。但上述研究都侧重于利用储能的输出功率,而忽略了储能调频能力在提高系统安全性方面的作用,未能更大程度地提高系统的恢复效率。为此,文中提出了考虑电网侧储能调频能力的电力系统负荷恢复策略。以恢复尽可能多的重要负荷为目标,考虑储能的功率特性、频率响应特性和其他安全约束,构建电力系统负荷恢复模糊机会约束模型;进一步通过清晰等价类将其转化为确定性0-1规划问题,并采用人工蜂群算法进行求解;以IEEE 39节点系统为例进行仿真分析,仿真结果表明文中所提策略能够提高负荷恢复效率。     

风电场运行中电网频率和相位信息的检测

风电机组的运行控制需要快速准确的获取电网的频率、相位信息。随着风力发电技术的不断发展,大型风力发电机的运行研究已从电网理想状态深化到电网不平衡状态。本文提出了一种含正负序分离功能的软件锁相环,能在电网含有负序分量和谐波时快速准确的测定电网的频率和相位,为电网不平衡状态下风电机组的控制提供可靠的信息。对该方法的原理进行了详细的分析,并用Matlab/Simulink进行了仿真验证。     

风电以微网的形式并入智能电网的研究

智能电网以自愈、清洁、经济等优点成为了今后电网发展的一个重要趋势。随着常规能源的日益减少,风力发电将会在智能电网中起着越来越重要的作用,但是风电无法像常规电源一样由输电网调度中心集中调度和控制,需要一种新的并网方式解决风电输出功率波动而带来的频率和电压的偏差。提出了一种把风电以微网的形式并入智能电网的策略,在Matlab/Simulink的环境下进行了仿真,仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。     

改善高占比光伏接入配电网电能质量的储能优化选配

光伏接入占比不断提高,对区域配电网的电能质量及稳定运行构成挑战,储能是解决该问题的有效手段。在深入分析高占比光伏接入配电网的谐波和闪变特征基础上,以总谐波畸变率和电压闪变幅度为约束变量,开展储能总容量的配置研究,并针对混合储能方式开展了经济性优化设计。论文以某村级分布式光伏接入工程为例,进行了分析计算,为该工程储能容量选配提供设计依据。     

基于模糊控制和SOC自恢复储能参与二次调频控制策略

通过对储能电池基于区域控制偏差ACE信号和区域控制需求ARR信号参与系统AGC控制的优缺点进行分析,提出了一种综合控制方式,并定义了切换的时机和深度。即在系统频率恶化,且|△f|较大时,基于模糊控制理论根据SOC状态来平滑储能电池的出力深度;在系统状态良好,且|△f|较小时,为充分利用传统机组二次调频的剩余调频容量,对储能进行SOC自恢复。并根据定义的评价指标,利用Matlab/Simulink对储能协同传统机组参与电网二次调频,选取典型连续扰动与传统策略进行了对比仿真。结果表明,所提出的控制策略兼顾减少最大频偏和稳态频偏的优点;相较于基于ARR的控制方式对储能电池的容量和功率需求更小,相较于基于ACE的控制方式其调频效果更优且对常规机组的利用率更高;提升了储能电池参与二次调频的调频能力。     

非隔离双向四端口直流变换器及其控制策略研究

针对多端直流输电系统中的潮流汇集、分配以及电压变换需求,提出了一种基于双向buck+boost变换器的非隔离双向四端口直流变换器。所提出的直流变换器只需经过DC-DC单级升降压变换,提高了变换器的效率和功率密度;相对于传统多端口变换器通过公共交流母线或公共直流母线连接的方案,该变换器无需采用母线电容和交流变压器,降低了变换器体积和成本,提高了系统可靠性;该变换器中任意一个输入到输出端口之间均构成一个双向buck+boost变换器单元,各个单元在功率回路不存在相互耦合,控制更易实现。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了四端双极柔性直流输电系统仿真模型,对直流变换器潮流分配和电压变换功能进行了仿真分析,并研制了双极四端口直流变换器原理样机,进行了相应的动模实验验证。仿真和动模实验结果表明,该直流变换器能够有效实现直流潮流分配和电压变换功能。     

支撑电网黑启动的风光储新能源电站协调控制策略

针对局部风光资源丰富地区大停电黑启动的方案,首先建立了风光储新能源电站黑启动控制模型,研究其支撑电网黑启动的过程,储能系统作为主电源保证黑启动过程中系统电压和频率稳定。其次,提出了一种风光机组负荷跟踪功率协调控制策略,当风光出力不足时,风光机组采用最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,储能系统作为主电源负责微电网功率的平衡;当风光出力足够时,风机根据光伏出力的变化进行减载运行,有效跟踪负荷功率变化,减少储能充电功率。该控制策略不但可减少储能系统充放电转换次数提高储能系统使用寿命,还能大大降低黑启动中储能系统配置容量,提高经济效益。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory仿真平台搭建了风光储新能源电站控制模型,仿真验证了风光储新能源电站作为电网黑启动电源的可行性和所提控制策略的有效性。