新型主从控制微电网运行控制策略研究

文章结合传统主从控制与对等控制的优点,提出了一种新型主从控制微电网协调控制策略,即把多个采用改进型下垂控制的分布式电源作为主控单元,其余分布式电源采用PQ控制作为从属单元.在对微电网结构以及微电源变流器控制策略进行理论分析的基础上,建立了新型主从控制微电网系统模型.设计并离网切换、负荷突增以及主控微电源发生故障工况时,...     

基于分层控制的孤岛微电网储能优化控制策略

针对直流微网在储能控制策略中所采用的传统下垂控制方法,存在功率输出不均、母线电压跌落等问题,提出了微电网在孤岛模式下储能装置稳定直流母线和负荷恒功率运行的分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:一级控制层下的储能作为微电网主要能量分配的装置,提出了基于双闭环的下垂控制策略,将储能电池变换器通过P-f、Q-u进行双层...     

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。     

基于孤岛模式直流微电网稳定性控制策略

文章针对不同类型的微电源,在孤岛运行时对负荷变化敏感、抗扰动能力弱等问题,提出对本地节点电压和母线电压的分段控制策略。分析了直流微电网的动态运行特点,并据此设立电压的稳定性阈值。以随机性输出电源和储能设备作为互补性单元,与确定性可控电源在不同暂态状况下共同对系统电压进行协调控制,实现其离网状态功率的平衡恢复及整体稳定。利用Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明了此控制策略的有效性。     

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。     

微电网中并列运行逆变器控制策略研究

考虑到微网内分布式电源的多样化和分散性,提出一种PQ控制与基于下垂特性的电压电流控制相结合的控制策略。PO控制可以实现间歇性微源的最大能源利用率,基于下垂特性的电压电流控制在微网运行模式或结构发生变化时,可以很好地实现负荷功率共享,以维持微网频率和电压的稳定。此控制策略既可以在并网模式下运行,也可以在孤岛模式下运行。并在PSCAD／EMTDC仿真平台上搭建了微电网仿真模型,验证了此控制策略的正确性和有效性。     

基于混合储能的直流微电网孤岛运行控制策略研究

分布式能源越来越受到人们的重视,但由于分布式能源发电的不稳定性特点,也加大了大电网的波动风险。微电网能够弥补分布式电源的缺点,减轻大量入网对电力系统的影响。由于微电网运行中,负载不断变化导致母线电压波动,因此维持母线电压稳定,将有利于微电网平稳运行。为提高微电网的经济性与可靠性,采用锂蓄电池-超级电容混合储能系统,并针对混合储能系统的直流微电网孤岛运行策略进行研究。根据微电网储能系统、锂蓄电池储能和超级电容器储能等基本原理,针对孤岛运行模式下微电网母线电压波动及储能系统运行性能下降的问题,设计了一种基于混合储能的直流微电网孤岛运行状态下的控制策略。用电压电流双闭环的储能系统控制方式,以DC-DC变换器进行功率分配,锂蓄电池对低频部分功率进行补偿,高频部分功率由超级电容器补偿。同时该混合储能系统能有效减少锂蓄电池充放电变化,避免过充过放现象的发生。通过Matlab/Simulink软件搭建仿真平台进行仿真模拟,证实了所设计的控制策略在稳定母线电压,避免蓄电池频繁充放电及过充过放现象中具有良好的优化作用。     

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...     

基于Matlab的微电网孤岛运行仿真研究

微电网技术是21世纪电网发展的一个重要方向.这种全新的供配电形式,不仅更适合于新能源接入,而且人性化地赋予了电力用户更多的选择和管理空间.利用Matlab/Simulink软件模拟搭建了一个由风能和水能提供电源的微电网仿真平台,并对平台在遇到主网故障时的两种运行模式(关闭/开启孤岛运行)进行了仿真.结果表明,关闭孤岛运行模式时,微电网将在大电网故障时承受长时间及大幅值的功率与电压波动;开启孤岛运行模式时,微电网的功率与电压波动将有所减弱,能较好保证微电网的供电稳定和设备安全.研究表明,微电网的孤岛运行机制是有效且必要的.     

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。     

Study on the operation control strategies of microgrid islanding of photovoltaic and energy storage

主要讨论了光储微网在孤岛运行模式下的控制策略,分别对光伏逆变器进行PQ控制,对储能变流器进行恒压恒频控制实现微网在孤岛模式下对负载的稳定供电.在Simulink中搭建仿真平台对所提出理论进行仿真,对仿真结果进行分析,验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

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。     

Resiliency oriented control of a smart microgrid with photovoltaic modules

The resiliency of a standalone microgrid is of considerable issue because the available regulation measures and capabilities are limited. Given this background, this paper presented a new mathematical model for a detailed photovoltaic (PV) module and the application of new control techniques for efficient energy extraction. The PV module employs a single-stage conversion method to integrate it with the utility grid. For extraction the maximum power from PV and integrate it to power grid, a three-phase voltage source converter is used. For obtaining the maximum power at a particular irradiance a maximum power point tracking (MPPT) scheme is used. The fuzzy logic control and adaptive network-based fuzzy inference system are proposed for direct current (DC) link voltage control. The proposed model and control scheme are validated through a comparison with the standard power-voltage and current–voltage charts for a PV module. Simulation results demonstrate that the system stability can be maintained with the power grid and in the island mode, in contrast with the MPPT.     

微电网的并离网平滑切换控制策略研究

针对光储微电网并离网切换过程中的平滑过渡问题,提出了一种适用于主从控制与对等控制相结合条件下的控制策略,通过离网过程中对电压相位进行积分控制,并网过程中对电压的相位和幅值进行无差调节控制,实现并离网切换过程的平滑过渡,提高电能质量,保证微电网系统中重要负荷的正常稳定运行。文章通过在Matlab/Simulink平台下搭建光储微电网仿真模型,对所提出的控制策略的有效性和可行性进行了验证。     

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。     

Enhanced control strategies for a hybrid battery/photovoltaic system using FGS-PID in grid-connected mode

This paper suggests improved control strategies using Fuzzy Gain Scheduling of Proportional-Integral-Derivative (FGS-PID) controller for a hybrid Photovoltaic (PV) and Battery Energy Storage (BES) system under different weather conditions. The proposed scheme is implemented using a two-level control system structure, combining the benefits of the PID as well as the fuzzy logic controller (FLC) for maximum power point tracking (MPPT). Ziegler-Nichols tuning method is also employed to select the initial values of PID gains. Within the period of steady-states and transients, FGS-PID adopts the gains to ensure the stability of the control scheme. It also damps out transient fluctuations and reduces settling time. Also, BES could be employed to provide a stable and reliable power from the output of PV sources to loads. It can enhance the performance of the entire power system during the grid-connected mode. The simulation results under Matlab/Simulink show that the suggested control strategies are robustness, fast transient response and proper steady-state performance in the grid-connected mode in comparison other presented methods.     

基于双积分滑模控制的光伏电压平衡器研究

文章采用三电平Boost电压平衡器将光伏电源接入双极性直流微电网。针对变换器正、负极输出电压不平衡问题,设计了一种基于PWM技术的双积分滑模控制器对电压平衡进行控制。与传统的PI控制器相比,该方法能提高系统的动态响应速度和增强鲁棒性。仿真结果表明,相比PI控制,该方法将电压平衡器的动态调节时间缩短42%以上,电压差峰值减小33%以上。同时,系统采取的控制策略能确保电压平衡的控制对光伏最大功率点追踪的控制影响极小。