微电网孤岛运行的自适应主从控制技术研究

针对传统的基于单个V/f电源的主从控制策略受主控电源容量限制的缺陷,提出了一种适用于孤网运行状态的新的微电网主从控制策略,即以V/f控制的微电源为核心的多主电源控制方法,在微电网中可设置多个此类电源。该控制策略不需要通讯,可自行按照预设的裕度相互配合运行,并达到较好的自适应能力。利用Matlab/Simulink软件进行仿真验证,结果证明了提出的微电网控制策略是正确的和可行的,在并网和孤岛运行时都具有良好的运行特性,为微电网运行控制提供了有效的途径。     

某海岛微电网的孤岛协调控制策略研究

现有的大多数孤岛运行控制策略仅针对微电网的频率稳定控制,为此提出了一种基于两级分层控制结构的孤岛协调控制策略。首先由微电网管理系统(MMS)决定微电网采用单主控或多主控运行方式;然后当孤岛能量发生变化时,由MMS的一次控制通过本地控制器使采用v/f控制的主控储能单元迅速完成系统内能量的供需平衡;最后通过MMS的二次控制使得主控单元的输出功率尽可能小。所提出的控制策略不仅能够实现孤岛运行时频率的无差调节和电压的稳定控制,而且相比于无二次控制,能够为主控单元预留足够的备用容量。仿真分析表明了所提出的孤岛协调控制策略的有效性。     

多直流微电网群柔性互联与控制

为提高分布式可再生能源利用效率和供电可靠性,本文提出一种适用于多直流微电网群柔性互联系统的功率协调控制策略。直流微电网包含平衡单元和功率单元,平衡单元采用功率-直流电压下垂控制,功率单元采用功率控制,隔离双向DC-DC变流器采用功率协调控制。基于上述控制策略,不仅可以控制母线电压稳定,还可实现无互联通信情况下多平衡单元并联运行时功率主动分配,满足直流微电网内多平衡单元即插即用。同时采用隔离双向DC-DC变流器柔性互联的直流微电网群可接受功率调度指令,实现多模式最优运行。最后,搭建两直流微电网柔性互联实验平台,实验结果表明本文所提出控制策略能够实现直流微电网群功率协调控制。     

基于改进型下垂控制的微电网多主从混合协调控制

考虑到微电网中包含有多个分布式电源,需要根据分布式电源的类型采用不同的控制方法,从而实现不同的协调控制策略。在对传统的下垂控制进行改进的基础上,考虑到传统主从控制与对等控制的优缺点,提出了将改进型下垂控制应用到介于主从控制与对等控制之间的一种混合控制方法中,即两个或两个以上的分布式电源采用改进型下垂控制,并将这些下垂微电源整体作为主控部分,其余的微电源采用恒功率控制作为从控部分。最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建了多下垂混合控制的微电网模型和传统的主从控制微电网模型,对两种控制的微电网分别进行孤岛、并网、投切负荷等操作进行了仿真比较,并分析了运行中各项参数变化的影响。仿真结果表明多下垂混合控制相比于传统的主从控制具有更好的适应性和稳定性。     

基于多重逆变器复杂控制策略的微电网运行控制

针对传统的基于单个主控电源的主从控制和下垂控制存在的缺陷,本文借鉴传统电网的调频特性,提出了一种多重逆变器DroopV/fP/Q复杂控制策略用于微电网的运行控制,可充分利用负荷的频率特性,最大程度的避免微电网离并网转换时电源控制模式的切换,较好地实现离并网的平滑切换,有效地提高了微电网孤岛运行的可靠性。利用PSCAD/EMTDC软件搭建的微电网仿真模型验证了所提出的控制策略的正确性和可行性,为微电网的平滑切换和可靠运行提供了新的解决思路。     

逆变器串并联型微电网的一种本地主从协调控制策略

逆变器串并联型微电网吸收了传统并联型和串联型系统的优点,但其结构的复杂性给系统的控制策略设计带来了新的挑战。针对逆变器并联型和串联型微电网功率均分策略之间的矛盾,提出了一种基于虚拟阻抗技术的本地主从协调控制策略。该控制策略将每个微源串中靠近公共连接点(Point of Common Coupling, PCC)的微源设置为主控单元,其采用无通信的改进下垂控制实现微源串之间的同步和功率一致,其余串联微源在本地跟随主控单元运行,最终实现了全局的功率均分。全局无通信的设计提高了系统的可靠性和灵活性,降低了运行成本。仿真结果验证了所提方案的可行性和有效性。     

基于储能荷电状态的主从控制微电网离网协调控制策略

双碳和新型电力系统建设目标下集成优化资源的微电网将是电网公司实现该目标的重要载体。微电网支持并网或离网运行,其离网运行可以提高供电可靠性,这是微电网的重要特性。离网运行的微电网需要合适的稳态控制策略,以保证微电网的长期稳定运行。目前一些依赖预测信息和采用模糊智能算法的能量管理方法在微电网的长期实际运行中会产生较大的稳态控制误差。为了更好地解决微电网离网运行时电力电量平衡定量的计算问题,提高微电网离网稳态控制精度,研究了基于储能电池荷电状态的主从控制微电网离网实时稳态协调控制策略,提出了微电网离网有功协调控制间歇电源调整、负荷调整、微电网停运等关键操作中储能荷电状态控制节点值的精确工程计算方法。针对实际微电网应用工程开展了协调控制策略的具体应用,仿真和实际运行证明了所提控制策略和计算方法的有效性。     

微电网控制策略分析研究

为了能够对微电网不同运行模式下分布式电源进行协调控制,在分析单个微电源3种控制方式的基础上,研究了微电网的2种综合控制策略：主从控制策略和对等控制策略。为了验证2种不同的控制策略能使微电网可靠运行,对微电网在并网状态和孤岛状态下及二者状态切换的运行特性进行仿真。通过Matlab仿真,对微电网运行中各 DG 的有功无功功率、母线电压和系统频率曲线的变化规律进行了分析,并对2种不同控制策略的正确性与可行性进行比较。仿真结果表明,2种控制策略都能实现微电网可靠运行,对等控制策略的稳定性高,但其还有许多关键技术问题尚未解决,因而就目前来说,主从控制策略的实用性更强。     

风光储互补微电网系统的建模及仿真分析

利用PSCAD建立了一个含有风力发电机、光伏阵列、蓄电池及负荷的微电网模型。其中并网运行时,微电网中的风机和光伏电池采用P/Q控制模式或最大功率跟踪模式;孤网运行时,系统采用主从控制模式,蓄电池作为主控单元,采用V/f控制方式。利用建立的模型,对微电网两种运行模式及切换时的过渡状态进行了仿真分析。仿真结果验证了所建立的模型及控制策略的可行性和有效性。     

基于主从控制微网的平滑切换控制方法研究

针对微网从并网运行切换到孤岛运行时的暂态振荡问题,提出一种基于主从控制微网的新平滑切换控制方法。首先设计主控电池储能单元的外环控制器和电流控制器;然后基于引起切换过程中暂态振荡的影响因素,提出了主控单元的平滑切换控制策略;最后采用分区域控制策略以减弱由于负荷和从控单元之间的功率差超过主控单元的容量所引起的振荡。仿真分析表明所提出的平滑切换控制方法不仅能使得微网从并网切换到孤岛运行时平滑地过渡,而且能够避免由于主控单元容量不足而引起的暂态冲击。     

Simulation Analysis of Microgrid Voltage Stability with Multi-induction Motor Loads

This paper studies the voltage stability problem in microgrid with multi-induction motor (MIM) loads. Firstly, the dynamic coupling relationship between grid voltage and each motor load slip in microgrid with MIM loads is deduced based on the power balance theory of power system. Then, a multi-source and master slave control based microgrid model is built, where Matlab/Simulink software is used to analyze microgrid voltage stability under circumstances of MIMs superimposed starting and microgrid fault. Through simulation calculation and analysis, the measures to improve the voltage stability of microgrid with MIM loads are proposed. According to the simulation results, the interaction between MIM loads has great influence on microgrid voltage stability. In addition, the critical cleaning time (CCT) of series connected master slave control based microgrid is affected by the distance between three phase short circuit fault location and the induction motor load location, as well as the distance between fault location and main control unit. The microgrid voltage stability can be effectively improved by applying methods of superimposed starting strategy and fast motor cutting strategy. The conclusion provides a reference for voltage stability research and control of the microgrid with MIM loads.     

微电网含多PCS下的混合控制策略研究

在传统的微电网控制策略中,下垂控制在微电网负荷波动过高时造成其电压与频率偏移较大,而V/F控制对储能的容量要求过高。针对此缺陷,提出了一种混合式的控制策略,弥补了两种策略的缺陷。在该策略下,当作为主电源的储能系统无法支撑微网的电压与频率时,会自动转变为下垂控制,同时其他的储能系统由P/Q控制模式自动转变为下垂控制,形成多重主从控制,自动协调多个PCS(储能逆变器)的有功输出。该策略可根据实际微电网的容量进行设定并且自行控制,具有自适应性。最后,搭建了MATLAB/SIMULINK的仿真模型,验证了新策略的正确性。     

微电网模式平滑切换的多环主从控制策略研究

针对微电网模式平滑切换中传统主从控制切换难度大、参数跟踪复杂、下垂控制切换动态特性差的不足,提出了一种多环主从切换控制策略。该新型控制策略在并网和离网模式下,主源采用带内置参数环的多环控制结构,从源采取恒功率控制结构,不仅主源和从源在模式切换时不需要进行控制策略的切换,而且也不需要再外接参数跟踪器,而控制结构更可靠,切换的过渡过程也更加平稳。通过Matlab/Simulink仿真平台,算例结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制

与传统的主从控制策略不同,提出以转矩为控制量,将主电机控制器的输出转矩作为给定转矩,从电机跟随主电机的转矩的控制策略.由于给定转矩是由主电机的转速差经过PI调节得到的,受转速波动的影响较小,保证了主从电机间传递参量的稳定性.使用改进的主从控制策略和矢量变频控制方法设计了控制器,构成了转速与转矩双闭环控制系统.对四台异步...     

基于主从结构微网控制策略运行分析

由于针对主从结构微网控制策略问题,利用国际通用大型电磁暂态仿真软件 PSCAD／EM TDC软件搭建三微源低电压微网仿真模型,在并网运行时,采用PQ控制,实现微源最大功率输出;当孤岛运行时,主控微源通过状态跟随器切换至V／F控制,为微网稳定运行提供电压和频率支撑。通过电磁暂态PSCAD／EM TDC软件分析了主从结构微网系统分别在并网运行与孤岛运行时的动态特性。仿真结果验证了所构建的主从结构微网控制策略的有效性和可行性。为进一步研究主从结构微网控制策略奠定基础。     

交直流混合微电网中AC/DC双向功率变流器的新控制策略

交直流混合微电网中的AC/DC双向变流器,对系统的稳定运行和功率的协调分配有着重要作用。为了使直流微电网部分作为一个电压功率可控的单元接入交流母线,提出了一种新的AC/DC双向变流器控制策略,用于平衡交直流微电网间的功率流动并提高系统联网和孤岛运行的稳定性及可控性。在联网模式时,新方法基于dq坐标系,通过直流侧电压外环给定内环直轴电流参考值,进而控制功率流动和联网运行。孤岛模式时,新方法以交直流母线的电压差值作为外环,控制功率在交直流母线间的流动,使其互为支撑,提高系统稳定性。与传统的并网控制不同,新方法     

基于有限时间一致性的直流微电网分布式协调控制

直流微电网的主要控制目标是维持母线电压稳定及实现负荷的按比例分配。为克服直流微电网采用集中式控制的缺陷,提出了一种分布式的协调控制策略。该控制策略利用分层结构,在原始下垂控制的基础上引入电压二次控制及发电成本运行控制,各发电单元仅与相邻通信单元进行信息交互,通过有限时间一致性算法,最终实现电压稳定及发电成本最小等多控制目标。所提控制策略兼具分层控制与有限一致性控制的优点,灵活性高、鲁棒性强、收敛性能好。为了验证所提出的控制策略,搭建了相应的直流微电网模型,并对电源投退、负荷波动等不同场景进行了仿真,算例结果验证了该策略的有效性。     

主从控制混合微电网中互联变流器控制策略

针对基于主从控制的交直流混合微电网,研究了孤岛模式下的功率平衡关系和互联变流器控制策略。主控制单元控制系统的功率波动,维持系统的稳定性,因此提出了主控制单元容占比的概念,来反映两侧微电网的运行状态;根据此概念,建立了交直流两侧的数学联系,设计了互联变流器的分区段控制策略,调节功率在微网间的流动,以实现两侧功率的相互支撑;为了避免互联变流器运行模式的频繁切换,设置了滞回比较环节,提高系统的稳定性。在PSCAD／EMTDC搭建了交直流混合微网仿真模型,结果表明,在孤岛模式下分区段控制策略能够实现对互联变流器的灵活控制,可准确调节交直流子网间的功率流动,实现系统的功率平衡以及各微网的电压和频率稳定。     

微电网主/从控制策略的分析研究

在考虑微电源类型差异性和负荷分散性的基础上,结合微电源的两种不同运行模式,采用主/从控制策略,即将恒功率控制(PQ控制)和恒压、恒频控制(V/f控制)结合起来对微电网进行控制.在并网模式下,采用PQ控制,实现微电源对参考有功和无功的控制;在孤岛模式下,采用V/f控制,为微电网运行提供稳定的频率支撑.为了验证所设计的主/从控制策略能使微电网可靠运行,对微电网在联网运行模式和孤岛运行模式之间切换,以及孤岛模式下切/增负荷两种运行状况下的运行特性进行分析.通过Matlab仿真,对微电网母线电压、系统频率和功率的变化规律进行分析,证明了本文所设计的主/从控制策略的正确性和可行性.