低压微电网下垂控制策略研究

在孤岛模式时通过把逆变器等效输出阻抗设计成近似感性的前期条件下采用频率/有功、电压/无功的传统下垂控制法,但由于输出的无功与线路阻抗有关而各逆变器位置分散使连接线路阻抗存在差异,故难以实现无功功率的合理分配。本文分析传统下垂控制原理,并通过虚拟电抗法把逆变器的等效输出阻抗设计成近似感性,在此基础上采用一种改进下垂控制策略。该策略通过调节下垂控制中的参考电压来大致补偿线路阻抗差异上的电压降落,同时配合一个动态下垂系数来代替传统的固定下垂系数动态调节输出的无功功率,从而改善微电网无功功率输出的分配精度抑制系统环流。最后通过MATLAB/Simulink搭建两台逆变器并联运行模型并采用传统下垂控制与改进下垂控制相比较的方法验证改进控制策略的可行性。     

计划孤岛方式下微电源控制系统的仿真研究

研究微电网控制器优化控制问题,针对微电网运行应满足稳定性要求,在各微电源输出功率分配发生突变时,采用通常控制策略的微电源控制系统常常存在功率调节滞后的缺陷,致使系统频率和母线电压失去稳定.结合微电源的控制,对下垂特性进行优化,提出PQ-Vf控制策略,并设计了控制系统,通过对微电网由联网运行模式向孤岛运行模式切换过程以及孤岛运行模式下进行仿真分析,得到了微网中交流母线的电压和系统频率的动态响应特性曲线,仿真结果表明设计的控制系统能够维持系统稳定,克服了通常控制策略的缺陷.     

微电网孤岛运行模式下改进下垂控制策略研究

传统下垂控制在微电网孤岛模式下,由于受线路阻抗影响,难以有效保证功率合理分配和系统运行频率在有效范围,造成微电网运行不稳。针对上述问题,提出了一种改进的下垂控制策略。在功率分配环节采用考虑阻感比的功率控制器,改善系统功率分配;引入了自恢复控制环节,通过PI调节,使系统具有较好的动态性能,保证了系统运行频率在合理范围。首先对该控制策略的原理进行分析,然后在MATLAB/SIMULINK平台进行仿真分析,结果验证所提方法能更好地保证功率分配及系统运行频率稳定,为低压微电网在孤岛模式下控制方法提供了参考。     

虚拟同步发电机的无缝切换控制技术

对微电网中并网逆变器的虚拟同步发电机(VSG)控制策略进行了研究。首先,搭建了VSG控制的功频调节部分和励磁调节部分。VSG通过模拟同步发电机的惯性和阻尼特性,实现了并网和离网的独立运行,但是在并离网切换时容易出现电流和电压冲击。为实现并离网的平滑切换,提出了一种离网模式下恒压/恒频控制、并网模式下VSG控制的控制策略。在离网运行时,恒压/恒频控制模式为负载提供电压和频率的支撑;在并网运行时,由VSG控制模式提供。同时,详细地分析了调差系数、阻尼系数和转动惯量对功频特性的影响。最后,利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证该控制策略的有效性。仿真结果表明:该控制策略解决了微电网在不同模式之间的无缝切换问题;与传统的切换过程相比,减小了切换过程中的电压和电流冲击,提高了微电网在运行过程中的稳定性,可以应用于多微源并联的微电网。     

基于Logistic指数型函数的孤岛微电网下垂控制

在孤岛微电网系统的下垂控制模块中需要控制有功和频率，而传统下垂控制方法往往采用有功与频率的一次函数形式。当孤岛微电网系统负荷变化时，传统下垂控制方法不能稳定控制系统频率。于是提出一个两端具有饱和性质的指数型函数来改进控制方程，在保证频率稳定的前提下，有效地改善功率控制的精度。基于MATLAB/Simulink仿真平台，搭建了传统下垂控制和基于Logistic指数型函数的下垂控制微电网模型，结果表明Logistic指数型函数下垂控制比传统下垂控制具有更好的稳定性。     

微电网自适应下垂控制研究

针对微电网并联逆变器采用传统下垂控制方法后输出电压幅值和频率的偏差问题,提出了一种改进的自适应下垂控制方法.该控制方法用渐进性的函数关系代替了传统下垂控制的一次函数,实现了下垂系数的自调整,有效减小了微电网负荷突变等情况下母线电压幅值及频率的波动和偏差.     

微电网中心控制器控制策略研究

在微电网系统分层控制结构中,微电网中心控制器(MGCC)是保证微电网稳定运行的重要设备。研究MGCC对推动微电网发展具有重要意义。通过MGCC实现对微电网的有效管理和控制,重点在于控制策略和能量管理控制装置。在微电网系统硬件结构上,将控制功能分散到分布式电源、负荷、储能单元各个微电网元件,并由MGCC负责集中控制和调度。同时,提出了一种MGCC控制策略,以实现微电网稳定运行及效益的最大化,并保障微电网并/离网状态的无缝切换。针对深圳职业技术学院交直流混合微电网工程,在并网运行、离网运行以及并/离网运行切换三种运行模式、多种运行工况下,对该控制策略进行了在线测试。测试结果证明了MGCC控制策略对微电网系统的有效性与可行性。该控制策略能对微电网中的分布式电源、储能装置、本地负荷等进行有效的协调控制,实现系统稳定、安全、经济运行。     

微电网经济运行的分布式二次电压–频率恢复控制

由于传统下垂控制的特点,微电网中分布式能源的输出电压和频率易受负荷变化的影响.为此,本文提出了分布式二次电压–频率恢复控制算法,在二次控制层实现电压–频率恢复与同步的同时,提高微电网系统运行的经济性,并减少由于运行时间尺度不一致造成的供需不匹配.此外,本文提出的控制算法能实现孤岛模式向并网模式转变的无缝切换,能有效应对通讯故障,在极端情况下系统仍能保持稳定.最后,本文对所提出的算法进行了稳定性证明,并利用仿真和实验验证该算法的有效性和可靠性.     

基于恒定频率调节的下垂控制

提出了一种应用于微电网中基于恒定频率调节的逆变器的下垂控制方法.针对微电网中逆变器的传统下垂控制方法,会引起电压幅值和频率的偏移,造成微电网与主电网之间电压相位差增加,导致微电网重并网困难的情况,对下垂控制的P-f环节在传统控制的基础上采用微分调节,使微电网与主电网的相位差维持在一恒定较小的角度,解决了传统下垂控制并网时电压过冲的问题.通过与传统下垂控制方法的仿真对比,验证了所提出方法在微网应用中的优越性.     

多智能体一致性算法在孤岛微电网二次控制中的应用

当前孤岛微电网常采用分层控制结构实现系统的稳定、可靠、经济运行,其中第一层采用下垂控制.由于下垂控制会导致电压和频率偏离给定值,无法实现无功功率的合理分配,很多学者提出将多智能体一致性算法引入孤岛微电网的二次控制中,通过与相邻分布式电源的稀疏通信,可以有效解决集中控制所带来的通信网络结构复杂,计算难度大的问题.本文介绍了孤岛微电网的分层控制结构,搭建了下垂控制仿真模型,对多智能体一致性算法在孤岛微电网二次控制中的应用进行了详细阐述.分析孤岛微电网运行中的实际问题,介绍了孤岛微电网二次控制中基于多智能体的一致性算法在收敛速度、抗干扰控制、通信延迟以及事件触发控制四个方面的改进,并归纳了多智能体技术在孤岛微电网二次控制中的发展方向.     

储能变流器平滑切换的研究

由清洁能源(如太阳能、风能等)组成的可控制负荷微电网系统发展迅速,极大提高了传统供电网络的可靠性。储能变流系统是微电网系统中能量变换的关键系统,是微电网实现"削峰填谷,调剂余缺"的核心。研究储能变流器技术对实现微电网离并网运行及状态平稳切换具有实际意义。现场调研了风电厂光伏发电厂,对储能变流器平滑切换进行了研究。在分析储能变流器拓扑结构的基础上,分别建立三相储能变流器不同运行状态的数学模型。采用双环控制结构,具体分析储能变流器离并网切换过程电压、电流畸变的原因。在切换过程中,采用共电流环控制方式降低电压电流畸变。对储能变流器平滑切换的仿真结果表明,该系统可以实现不同调制模式间的平滑过渡。     

光伏发电控制系统在微电网中的应用

现阶段分布式电源的并网问题影响了传统大电网,这种情况下以微电网接入大电网就可以解决这一问题,本文依据微网的运行特征结合其下垂特性,对满足微网灵活运行的前提下并网逆变器的控制方法进行了仿真分析。     

基于虚拟谐波阻抗的微电网谐波抑制控制策略

针对微电网中接入非线性负载带来的谐波污染问题,提出了基于虚拟谐波阻抗的微电网谐波抑制控制策略。分析了下垂控制原理,给出了2台逆变器并联运行的谐波抑制模型;采用基于二阶广义积分模型的方法检测谐波电流,并采用基于二阶广义积分模型改进的PR准比例谐振控制器实现了电压零稳态误差控制;分析了虚拟谐波阻抗控制策略及其实现。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和可靠性。     

核电厂主控制室控制模式切换方案分析及改进

核电厂控制模式切换关系到电厂的安全、稳定运行,是核电厂仪控系统设计时要分析的重要环节。根据核电厂控制室切换功能需求,分析并改进了主控制室(MCR)内模式切换及其与远程停堆站(RSS)切换方案。在分析核电厂后备盘(BUP)控制模式需求的基础上,提出了一种核电厂BUP控制模式切换方案。根据所提方案,给出了主要控制模式(MCM)/BUP控制模式和MCR/RSS切换方案的硬件和软件设计实现,并对切换方案的主要性能进行分析和比较。改进方案可有效提高核电厂控制系统的安全性及可靠性,并为后续核电站切换方案设计提供参考与改进方向。     

一种下垂控制逆变器与柴油发电机并联运行控制策略

传统的逆变器与柴油发电机并联系统中,逆变器采用PQ和V/f控制切换的方式实现并网与独立运行,模式切换存在失败的风险。提出了采用下垂控制的逆变器与柴油发电机并联运行控制策略,避免控制策略的切换,实现双模式的无缝切换。首先详细分析了采用下垂控制的逆变器与柴油发电机不能实现功率均分的原因,指出逆变器的等效阻抗等于逆变器与柴油发电机容量比的倒数乘以柴油发电机的等效阻抗是实现功率均分的充要条件。其次,引入虚拟阻抗削弱线路阻抗模型中的阻性成分带来的功率耦合,并使逆变器的等效阻抗满足功率均分的充要条件。最后利用MATLAB/Simulink仿真软件对所提方法进行了验证。     

电压无偏移的电池单元无功均分控制仿真研究

在微电网线路阻抗值不同的影响下,孤岛微电网内分布式电池储能单元(Distributed Battery Energy Storage Unit,DBE-SU)逆变器采用传统P-ω下垂控制时输出的无功功率不均分,引起系统环流,威胁设备的安全运行.已存的无功均分方案以电压偏移为代价,实现电压恢复需要次级或三级控制.针对以上...     

微电网系统的分布式优化下垂控制

针对微电网系统运行成本最优化问题,提出一种分布式优化下垂控制策略.首先,基于一致性理论,给出了一种分布式经济调度算法.采用矩阵摄动理论,分析了经济调度算法的收敛特性.其次,基于分布式优化调度解,设计一种新的分布式优化下垂控制器.在满足供需平衡以及各个发电单元运行约束的条件下,控制策略使得微电网系统运行成本最低.同时,提出的控制策略能够保证孤岛微电网的频率稳定在额定值.最后,通过仿真实例,验证了分布式优化下垂控制策略的有效性.     

含柴油发电机和蓄电池储能的独立微电网频率分层控制

针对由间歇性可再生能源、柴油发电机组和蓄电池储能系统构成的独立微电网,提出一种新型的频率分层控制方案,建立适合蓄电池储能系统和柴油发电机组不同控制特性的分层控制结构及其协调控制策略,提高了独立微电网频率控制的稳定性和灵活性.在一级控制中,采用改进型下垂控制的蓄电池储能系统,来处理较小变化幅度和较短变化周期的随机净负荷波动,提高独立微电网系统的瞬态频率响应特性和频率质量.在二级控制中,采用改进的柴油发电机PID调速控制,应对较大变化幅度和较长变化周期的系统净负荷波动,实现系统频率的无差控制.最后,通过对东澳岛风柴蓄混合能源独立微电网系统在不同运行条件下的频率控制仿真结果,验证了所提方法的可行性和有效性.     

微电网系统并/离网模式切换研究

本文首先指出了微电网并离网切换的意义,然后对P-Q并网和V/f离网控制方法做了介绍,并通过黑启动模式对微电网中光伏和储能并/网切换输出功率模型,仿真结果显示,采用黑启动模式可以避免并离网切换过程中因控制方式不同所造成的功率冲击。系统仿真模型可以在线实时调整微源启停,准确输出参考功率指令值,具有较好的通用性。     

基于阻抗辨识的并联逆变器无功均分VSG控制

微电网作为"互联网+"智慧能源的重要补充,要求其在孤岛运行时,能够实现电压、频率有效支撑及负荷功率自动分配的功能。具有下垂特性的虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制由于具有惯性和阻尼环节,能够依据设计参数实现逆变器的功率自动分配,但由于微网内各逆变器连接线路阻抗的差异与变化,使得虚拟同步机控制无法仅依赖确定的下垂参数实现无功功率全工况均分。为此,提出一种改进的基于短时脉冲注入线路阻抗辨识的虚拟同步机无功-电压控制方法,通过预先辨识线路阻抗来补偿各逆变器产生的线路压降,实现了并联逆变器公共母线电压-无功下垂控制,以此来弥补线路阻抗压降对无功功率合理分配的影响。并对虚拟同步机控制下改进的无功控制原理及实现方案进行了分析,并通过仿真验证了方法的有效性。