基于虚拟电压的直流微电网多源协调控制策略

随着直流微电网容量的扩大,多电源之间的协调控制逐渐成为研究的热点。目前多源协调控制策略主要分为集中通信控制和自律分散控制。集中通信控制对中心控制单元有绝对依赖性,可靠性较低。该文基于虚拟电压和自律分散控制的思想,设计直流微电网分布式分层控制结构,并在每层设置相应的控制策略,实现多源协调控制。首先详细分析线路电阻对均流控制的影响,提出基于虚拟电压的均流控制策略,进而提出改进的动态一致性算法,以动态跟踪各换流器出口侧母线电压并快速收敛输出一致值,另外在已经收敛的情况下,通信拓扑的变化对当前收敛状态没有任何影响。仿真及实验对提出的动态一致性算法及协调控制进行验证。     

储能换流器动态过程分析与前馈控制改进策略

低压直流配电网通过母线分段降低了每段母线所承担的功率容量,使大范围内的直流供电成为可能。考虑配电网负荷多元化及用电的随机性,直流母线电压会时有波动,因此需在敏感负荷区配置储能装置,以提高供电质量及供电可靠性。为此,文中首先选取并实现了三重化DC/DC换流器拓扑以增大储能换流器(SC)容量,以及提高母线失电状态下储能装置的供电时间;同时基于载波移相的定电压控制,在减小电压偏差的同时降低电流纹波,从而提高电能质量。其次,为应对配电网内功率波动,缩短暂态响应过程,对SC输出电流的动态响应过程进行了深入分析并建立了小信号模型;基于动态过程分析设计了将电压偏差引入电流内环的前馈控制策略,且进行了缺陷分析与改善设计。最后进行了实验验证。     

交直流混合微电网储能DC/DC及接口换流器协调控制

针对交直流混合微电网,提出一种接口换流器与直流侧电网储能DC/DC换流器的协调控制策略。不管系统工作在何种状态,储能DC/DC换流器始终进行电压控制以实现直流侧电压的零偏差,而接口换流器通过检测交直流混合微电网状态调节自身工作方式,实现微电网系统在并网及孤网模式下的稳定运行和2种模式稳定、快速的切换。通过计算机软件仿真及物理实验的验证,可以证明这种控制策略可以实现交直流混合微电网直流侧电压在孤网状态下的零偏差,并且运行与模式切换的稳定性良好。     

基于模块化三电平方式的中压直流配电网DC/DC换流器设计

中压直流配电网与直流负荷、直流微电网的互联是实现直流配电网的关键,这将迫切需要一种适应于中压和低压大跨度变比的直流变压器(即DC/DC换流器)。三相双主动全桥(dual-active bridge,DAB)换流器具备可隔离、可实现双向功率流动、滤波器体积小等优点,该文基于三相DAB换流器拓扑,结合中压直流配电网DC/DC换流器高压侧电压应力大、低压侧电流应力大等特性,设计了一种基于三电平方式的DC/DC换流器模块,进而采用输入串联、输出并联的模块化级联方式设计了中压直流配网DC/DC换流器。最后,提出了换流器模块高、低压侧协调控制方式以及模块化DC/DC换流器的输入电压均分、输出电流均分控制方式,并在MATLAB/Simulink里验证了其可行性。     

基于I-V下垂控制的直流微电网动态特性分析与改善

本文对孤立直流微电网动态特性进行了分析,并提出了改善策略.在孤网条件下,电压主要靠系统中基于储能的DC/DC变换器进行控制,因此多DC/DC变换器动态特性即可反应系统全局的动态特性.本文中各DC/DC变换器采用I-V下垂控制,并以负载的变化量为输入,变换器输出电流、占空比及母线电压为状态变量对多DC/DC变换器进行了大信号模型的建立.基于上述模型,本文对输出电流动态特性的影响因素进行了根轨迹分析,最后提出自适应P控制策略以提高直流微电网中的动态特性.最后通过仿真对提出的模型及控制策略进行了验证.