光伏水泵提水系统功率补偿控制策略研究

分析系统等效模型,提出一种采用市电补偿的供电方案和基于直流母线电压的功率补偿控制策略,通过检测直流母线电压判断光伏阵列出力与负载功率之间的关系,为系统不同供电模式的切换提供依据,保证系统供电功率的稳定。经仿真和实验验证控制策略的有效性。     

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。     

具有模式激活的储能双向DC-DC变换器的有限集模型预测控制方法

针对直流微电网中分布式发电机组输出功率不确定及负荷波动导致系统功率不平衡和直流母线电压不稳定的问题,提出了一种双向DC-DC变换器的模式激活有限集模型预测控制方法,预设了直流母线电压允许波动范围的上下限,利用范围比较器,根据母线电压实际值自动选择储能系统的工作模式,并实现其在不同模式之间的自由切换。仿真结果表明,提出的控制策略在三种模式切换的过程中,能够快速地稳定母线电压值,提高系统的电能质量并延长蓄电池的使用寿命。研究成果可用于指导工程实践。     

直流微网储能单元能量动态均衡控制研究

为了更好地提高直流微网系统运行性能,提出一种能够平衡各储能单元剩余电量（state of charge, SOC）的改进下垂控制策略。该方法在传统下垂控制基础上,以关联SOC参数的指数函数作为自适应下垂系数,根据各储能单元SOC改变其输出能力,实现各储能单元能量均衡。为解决传统下垂控制带来的母线电压偏移问题,加入母线电压二次控制环节,有效抑制直流母线电压偏差,满足负荷运行要求,并通过Matlab/Simulink仿真验证了该策略的有效性。     

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。     

基于改进下垂法的光伏微电网并网控制策略研究

基于光伏发电的特点,分别提出了光伏微网孤岛运行、并网运行模式下的电压型下垂法控制策略。实现了其在孤岛模式下的切入负荷的均匀分配和自身稳定运行,以及并网模式下的直流母线电压稳定和最大功率输出。针对由孤岛模式到并网模式切换瞬间对配电网造成冲击的问题,设计了基于改进下垂法控制的预同步器,确保光伏微网的安全并网。基于Matlab/Simulink的仿真实验,验证了所提控制策略的正确性、可行性和有效性。     

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。     

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。     

应用于直流微电网稳定控制的自适应方法研究

直流微电网稳定控制目标为直流母线电压的恒定,根据分布式微电源的工作特点,提出了基于通信网络的分布式微电源相互协商机制的稳定控制方法。此方法不依赖唯一的微电网中心控制单元的全局调控,是一种适用于不同分布式微电源间相互竞争与协作的自适应方法。在确保直流微电网稳定运行的前提下,具有运行方式自由性、控制方法灵活性的优点。仿真结果证明研究的自适应稳定控制方法,不仅能保证直流微电网的母线电压恒定,而且能实现各分布式微电源的既定运行方式和控制目标。     

基于功率分层的孤岛直流微网协调控制策略

文章提出一种改进型功率分层协调控制策略,该策略利用荷源功率差信号代替母线电压信号作为切换条件,使孤岛型光储直流微网系统能够在不同运行模式间平滑切换,从而实现微网内部功率的动态平衡,保证不同工况下均存在以电压特性运行的松弛终端给直流母线提供电压支撑。通过下垂控制实现并联型储能系统按照实时功率调节能力决定自身出力,有效避免储能系统的过充过放,并引入二次运行控制环节解决了储能单元功率分配超过最大充放电功率引起的系统失衡问题。最后通过Matlab/Simulink平台在不同工况下实现该策略,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性与优越性。     

可再生能源交流孤网转并网运行中的电压控制策略

柔性直流远距离输送有仅通过直流送出模式和交直流混联送出模式。两种送出模式下,系统的运行点存在较大差异,直接切换会对电网产生较大冲击。文章首先分析了两种送出模式下系统的调压控制特点,指出并网点电压幅值偏差是切换过程的关键点,设计了以可再生能源集群并网点电压偏差最小为主目标,换流站综合无功裕度最大为次目标的柔性切换策略。最后,基于某柔直电网可再生能源送端规划系统进行仿真,验证了所提策略的有效性。     

风光互补发电系统功率输出的自适应控制

针对风光互补发电系统在运行过程中出现的供电功率空缺以及直流母线电压不稳定问题,依据光伏为主力发电源,风为辅助发电源的发电方式,提出了以风力发电的输出功率补偿光伏发电的输出功率的自适应控制方案。鉴于发电系统中固有的非线性特征和运行中的参数变化,对风力发电系统采用自适应控制实现对互补发电系统中所需功率的差额实时补偿,保证直流母线电压的平稳。为实现蓄电池充电稳定性,结合蓄电池非线性充电模型设计了充电电流跟踪控制器,确保对期望充电电流的跟踪。理论分析和仿真结果均表明,在互补发电系统运行中采取的控制策略的可行性。     

通信设备的供电模式研究探讨

本文通过对目前常用的通信设备供电模式与高压直流供电模式的对比分析,指出高压直流供电能切实有效改善供电质量,是安全、可靠、高效、节能的通信设备的供电模式。     

基于滑模变功率跟踪的PV-VSG控制技术

针对含储能装置的传统光伏虚拟同步发电机（PV-VSG）不仅投资成本高且未考虑光伏阵列输出特性的问题,提出一种基于滑模变功率点跟踪（SM-VPT）的PV-VSG控制策略。该方法在滑模控制的基础上引入直流母线电压偏差控制,调整光伏阵列的功率跟踪轨迹,实现光伏出力自适应匹配负载需求,即当光伏容量充足时,只提供与负载相匹配的功率;光伏功率不足时,可实现传统的MPPT控制以减少电力短缺,同时防止直流电压骤降,保证系统稳定运行。该方法使PV-VSG能够按需向负载供电,无需增加额外的储能设备,可实现光伏发电系统直接以VSG形式接入并网,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

一种四端口能量路由器的协同控制策略研究

针对研究的四端口能量路由器,首先分析能量路由器拓扑结构,根据能量路由器的功能需求提出各端口的控制方法。电网单元端口为T型三电平拓扑结构,采用电流闭环矢量控制实现直流母线的稳压控制;交流源单元端口为VSR拓扑结构,采用PQ控制实现交流源单元功率的灵活调节;光伏单元端口为Boost电路,采用最大功率点追踪（MPPT）和直流母线恒压控制（CVC）相结合的控制策略;储能单元端口为级联Buck-Boost电路,采用恒流控制。由此,提出一种四端口的协同控制策略,根据能量路由器接入的分布式能源与储能单元荷电状态（SOC）划分能量路由器的工作模态,再通过直流母线电压的波动、储能单元SOC等状态数据实现模态的切换。最后,通过MATLAB软件搭建仿真平台,验证能量路由器模态切换的可行性。     

分布式光伏发电系统改进虚拟同步发电机控制

提出一种计及分布式光伏发电系统源端输出功率波动特征的改进虚拟同步发电机(IVSG)控制策略。对单台虚拟同步发电机功率平衡方程特征值进行分析,明确了光伏电源的基本运行特性,确定了光伏电源稳定运行区域。在传统虚拟同步发电机(VSG)的基础之上进一步采用了直流电压稳定控制技术,提出改进的虚拟同步发电机控制策略。当光伏电源输出功率低于负载需求时起到抑制直流母线电压跌落、维持直流电压稳定的作用,实现按照负荷或并网功率需求进行功率匹配的目的。仿真与实验结果验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

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。     

直流配电系统的运行与控制

为了提高供电能效和质量、增强电力系统的可控性,提出了直流配电系统,建立了辐射型直流配电网络结构,采用电压下垂控制方式,并对直流配电系统各种运行情况进行了仿真。结果表明,直流配电系统在重载情况下从交流电网吸收有功功率,轻载情况下向交流大电网回馈有功功率,对交流大电网有一定的功率支援作用;在电源和负荷扰动情况下,系统能维持功率平衡,且直流母线电压能保持稳定,证实了直流配电系统的可行性。