基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略

针对微网孤岛运行采用下垂控制时造成的频率偏差、功率无法精确分配问题,提出一种基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略。以PMU秒脉冲为同步参考信号,计算生成统一参考坐标系的实时旋转相角。基于此相角对各节点可调度型分布式电源逆变器进行同步控制,使其输出频率固定、相位相同的电压。根据各测点PMU同步功率量测信息,结合各分布式电源额定容量占比,对逆变器输出电压进行二次调整,实现各分布式电源输出功率的精确分配。通过建立传递函数、绘制根轨迹对逆变器功率控制参数进行分析和设计。利用Matlab/Simulink时域仿真模型和微网实验平台共同验证了所提策略的可行性和有效性。     

基于时序分阶段控制的网状微电网功率均分策略

针对网状结构交流微电网中无功功率无法均分而产生系统环流的问题,提出基于时序分阶段控制的改进下垂控制策略。首先通过分阶段时序信号控制的迭代方法,消除线路阻抗不匹配对无功分配精度的不利影响。其次,当DG单元输出电压降至限定最小值时,中央控制器发送时序信号使各DG切换至电压恢复阶段,以同步恢复电压至参考值。为维持电压恢复过程中无功均分的独立性,以等容量的微电源为例对微电网进行稳定性分析。最后,通过Matlab/Simulink仿真和RT-LAB实验,验证所提策略的正确性。     

基于改进下垂控制的孤岛交流微电网无功分配研究

在孤岛运行交流微电网中,受分布式电源(DG)间等效线路阻抗差异的影响,传统下垂控制难以按照下垂增益合理分配无功功率。为此,提出一种基于自适应虚拟阻抗的改进下垂控制方法。即利用DG输出无功信息构造自适应虚拟阻抗,消除等效线路阻抗差异,从而提高无功功率分配精度,并添加电压补偿环节,补偿虚拟阻抗上产生的电压降落。此外,针对频率偏移问题,构造基于DG自身频率与频率参考值差值的积分项作为自频恢复环节以及基于DG输出有功与有功均值差值的积分项作为频率补偿环节。其中,功率均值利用基于局部信息的一致性算法获取,无需全局通信系统控制DG间的信息。最后通过Matlab仿真和RTDS实验设计,验证了所提策略的有效性。     

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程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

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。     

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。     

基于虚拟微调阻抗微网多DG功率均分控制策略

提出一种基于微调虚拟阻抗并采用下垂控制实现功率均分的控制方案;低压微电网中传输线阻抗呈阻性,忽略其感性成分,孤岛模式下,根据各分布式发电单元(DG)的线路电阻和输出功率值,自适应计算出微调虚拟电阻,使各DG的微调虚拟电阻与线路电阻之和相等,输出的有功功率和无功功率均达到均分效果;该控制策略已由仿真和实验验证其可行性。     

基于分层微电网的分布式协同控制策略研究

为了满足微电网系统稳定经济运行的功率精确分配要求,提出了基于分层微电网的分布式协同控制策略。以多变流器下垂稳定控制作为一级基础控制层,设计二级分布式电压修正控制策略,用于克服一级电压偏移问题;以各微源综合发电成本为目标函数,实现微源与负荷供需功率匹配为约束的三级一致性分布式优化控制策略。通过以上三级控制策略,减小微网系统各个微源下垂输出电压波动,增强系统稳定运行的鲁棒性,实现微网系统最优功率分配。文章以搭建的仿真模型验证了所提出的控制策略在微网稳定经济运行方面的有效性。     

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。     

基于无通讯的微电网储能系统主动SOH协同控制方案

针对传统有功功率-频率（P-f）下垂控制无法实现交流微电网内分布式电池储能系统（DBESS）健康状态（SOH）均衡问题，提出一种基于无通讯的微电网DBESS主动SOH协同控制方案。该方案研究下垂控制调节SOH机理，将DBESS放电深度（DOD）信息加入传统下垂控制，使DBESS能根据SOH状态平移下垂曲线，调节DBESS逆变器输出有功功率，实现DBESS组间SOH协同控制。建立小信号模型分析控制参数对系统稳定性的影响。该方案属于主动控制方案，具有无通讯和分流电阻、造价低的优点。通过仿真模型和实验平台对所提策略的可行性和有效性进行验证。     

基于理想电流的直流微电网自调节下垂控制

针对直流微电网传统的下垂控制微源间功率分配不均和直流母线电压偏移等问题,提出了一种基于理想电流的自调节下垂控制,通过低速通信网络建立微源间的信息传递,联合调整下垂曲线系数法与平移下垂曲线法使系统具有更高的自由度和更好的调节性能,下垂系数随公共负载、线路阻抗和本地负载的变化迅速响应而自动调节,提高微源功率分配精度的同时改善了直流母线电压质量。最后在Matlab/Simulink中搭建两台变换器并联运行的试验模型,对基于理想电流的自调节下垂控制分别在低速通信网络通信通道故障和本地负载不平衡的工况下进行试验验证,其结果证明了该控制方法的可行性与有效性。     

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。     

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。     

孤岛微电网电压无功分布式分层协同控制

由于受到微电网线路阻抗特性等因素的影响,传统的下垂控制难以按照下垂增益精确分配无功功率,为了提高无功功率的均分精度,提出一种分布式分层协同控制方法。基于通信技术和分层控制理论,建立分布式分层控制体系结构,包含一次控制层和分布式二次控制层。在一次控制层中,采用传统的下垂控制,虚拟阻抗控制和PR电压电流控制来实现功率分配。而在二次控制中,采用分布式一致性算法构造状态观测器,获取全局平均值,全局一致性调节电压和无功功率的偏差,以实现电压无静差控制和无功功率的精确分配,同时可降低系统对通信带宽的要求,使系统具有更高的可靠性和扩展性。最后,通过Matlab/Simulink仿真和实验分析分布式二次控制的动态性能和延时对系统鲁棒性的影响,验证所提控制方法的有效性和可行性。     

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。     

低压微电网中新型控制策略研究

对低压微电网中并联逆变器的控制策略进行研究,并针对受线路阻抗影响传统P-V下垂控制不能使有功功率按容量比分配,引入虚拟阻抗造成系统电压跌落以及非线性负荷引入谐波电流的问题,提出一种带互联线的电压恢复策略,并从滤波的角度提出一种与频率相关的新型虚拟电阻,然后将电压恢复策略和新型虚拟电阻结合成为新型控制策略。搭建仿真模型,仿真结果表明:新型控制策略使有功功率按容量比分配,可维持系统电压的稳定、实现对谐波电流的滤波。     

基于下垂控制的微电网新型控制策略

文章提出一种适用于低压微电网运行的新型正弦虚拟有功-频率下垂控制策略。首先,通过坐标旋转变换实现功率的解耦控制,使传统下垂控制能够扩展应用到低压微电网中。然后,采用正弦虚拟有功-频率下垂控制,无须下垂限幅控制环节即可保证逆变器功率输出在功率限值范围之内,并且改进的控制策略在额定功率附近下垂系数比较大,可减小无功分配误差。最后,以Matlab/Simulink为仿真平台建立微电网仿真模型,仿真结果验证了所提改进控制策略的正确性和可行性。     

分布式电源并联系统中基于荷电状态均衡的改进型下垂控制策略

当多个分布式电源(distributed generation,DG)并联运行时,传统的下垂控制能实现各DG的输出功率均分,但无法维持储能单元荷电状态(state of charge,SOC)一致。提出一种改进的下垂控制策略,通过设计变下垂系数并引入SOC功率指令项,改变DG各单元的下垂曲线,从而使SOC较高的单元输出更多功率,反之SOC较低单元则输出功率较少,最终在空载和负载情况下均可实现各单元的SOC均衡,同时保留传统下垂控制无需互联线的优点。以2台DG并联带载为例,通过求解微分方程得到SOC均衡算式的解析结果,并通过建立控制模型分析SOC变化和参数选择对系统稳态和动态性能的影响,最后搭建100 kVA的DG并联实验平台,验证该文提出控制策略的有效性。     

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。     

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。