智能微电网的分层控制

本文介绍了分层控制的理论基础,在将正确有效的下垂控制作为智能微电网一级控制的基础上,搭建了二级控制器,组成了分层控制。通过分析MATLAB／Simulink仿真结果,验证了由二级控制恢复微电网频率和电压的有效性和可行性。     

分析应用于微电网中的储能与控制技术

本文主要分析了储能系统对微电网的启动、稳定控制、容量可信度、电能的质量治理等方面的作用,进而提出了微电网中的集中新型储能技术。并且解析了储能系统在微电网应用中的结构和控制策略,同时对微电网的储能与控制技术发展趋势进行预测。     

微电网孤网实时能量优化管理

提出了双层协调调度的方法——计划调度层和实时调度层来解决微电网孤网实时能量优化管理的问题。计划层是基于不可控微电源功率预测的主要考虑微电网经济性的调度方法;实时层是在计划层的基础上对不可控微电源实际功率与预测功率之间的误差进行调度,再将调度结果叠加到计划层各个可控微电源的功率上。在实时层,可控微电源的功率范围与计划层是不同的,下限为其在计划层出力的相反数,上限为其最大出力与计划层出力差值。最后通过一个典型的微电网实例验证了该方法的正确性和优越性。     

基于D-OSGi的光伏微电网能量管理系统

微电网需要能量管理系统( EMS)对分布式电源进行实时优化控制,但传统软件开发模型及中间件技术在模块热插拔及代码侵入性等方面尚有不足。为此,依托安徽工程大学100 kW光伏微网项目,提出一种基于分布式开放服务网关( D-OSGi)的微网能量管理系统。阐述D-OSGi的扩展方法、EMS软件逻辑层划分、能量优化调度策略及SCADA图元变更机制,给出系统在宣城微网的实施方法。对典型业务模块的功能进行验证,结果表明,该系统能有效降低用户对功能进行细粒度定制和扩展的难度,方便电力系统相关科研人员对微网控制算法进行快速仿真。     

微电网中的光伏储能控制策略研究

为解决目前混合型微电网中光伏储能切换控制稳定性较差的问题,本文提出了微电网中的光伏储能控制策略研究.构建微电网基本结构模型,采用功率管理对微电网切换进行控制,分析光伏储能在微电网稳态时的特性.通过微电网中的主控单元采集电网数据,利用锁相技术监测主电网状态,依据反馈的数据信息对主网系统与微电网之间的开关进行操作,并为运行...     

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.     

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。     

孤网综合监控系统设计与实现

本文以MW级风力发电机组、柴油发电机组、储能系统和海水淡化负荷构成的孤网型微电网为研究对象,详细介绍了孤网型微电网综合监控系统体系架构设计、支撑软件平台结构设计、基础应用功能和高级应用功能设计,重点阐述了综合监控系统的稳定运行控制策略。基于以上设计思想和控制策略开发出孤网综合监控系统,并通过微电网项目进行实践验证。     

智能微电网分布式云储能系统安全稳定控制

针对目前智能微电网分布式云储能系统运行架设成本较高且难寻行之有效整体控制规律的问题,引入一种基于观测器的 控制器设计方法,用以处理数学模型体现为具有范数有界时变参数不确定性的一类分段式储能系统。通过采用广义分段仿射Lyapunov函数、投影定理以及几个基本引理,提出了对于由所设计控制器构成的闭环系统基于观测器且满足鲁棒 性能指标的反馈控制器设计方法。通过求解一组包含参变量的LMIs,可以得到保证广义分段仿射系统具有 性能的反馈控制器增益和观测器增益,数值仿真得到干扰抑制度 =6.5896,通过将云储能供电系统与传统电力系统进行比较,在证明所提设计方法有效性的同时也验证了该方法的卓越性。     

直流微网混合储能系统优化控制策略

和单一储能相比,蓄电池/超级电容混合储能系统可以满足微网多样化的要求.在独立直流微网系统中,根据优先使用功率密度较高的超级电容、减少蓄电池频繁大电流充放电的原则,提出了一种混合储能系统优化控制策略.加入延迟环节延迟蓄电池出力,由超级电容迅速平抑系统功率波动;根据超级电容实时荷电状态和充放电状态,采用模糊控制器调整延迟时间,在保证超级电容安全运行的前提下实现其充分利用;蓄电池作为持续供能设备,采用基于其端电压的多滞环电流控制方法,对蓄电池充放电过程进行优化,减少高频充放电电流切换造成的损伤.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

Decentralized Control for Residential Energy Management of a Smart Users' Microgrid with Renewable Energy Exchange

This paper presents a decentralized control strategy for the scheduling of electrical energy activities of a microgrid composed of smart homes connected to a distributor and exchanging renewable energy produced by individually owned distributed energy resources. The scheduling problem is stated and solved with the aim of reducing the overall energy supply from the grid, by allowing users to exchange the surplus renewable energy and by optimally planning users' controllable loads. We assume that each smart home can both buy/sell energy from/to the grid taking into account time-varying non-linear pricing signals. Simultaneously, smart homes cooperate and may buy/sell locally harvested renewable energy from/to other smart homes. The resulting optimization problem is formulated as a non-convex non-linear programming problem with a coupling of decision variables in the constraints. The proposed solution is based on a novel heuristic iterative decentralized scheme algorithm that suitably extends the Alternating Direction Method of Multipliers to a non-convex and decentralized setting. We discuss the conditions that guarantee the convergence of the presented algorithm. Finally, the application of the proposed technique to a case study under several scenarios shows its effectiveness.      

MAS Based Distributed Automatic Generation Control for Cyber-Physical Microgrid System

The microgrid is a typical cyber-physical microgrid system (CPMS). The physical unconventional distributed generators (DGs) are intermittent and inverter-interfaced which makes them very different to control. The cyber components, such as the embedded computer and communication network, are equipped with DGs, to process and transmit the necessary information for the controllers. In order to ensure system-wide observability, controllability and stabilization for the microgrid, the cyber and physical component need to be integrated. For the physical component of CPMS, the droop-control method is popular as it can be applied in both modes of operation to improve the grid transient performance. Traditional droop control methods have the drawback of the inherent trade-off between power sharing and voltage and frequency regulation. In this paper, the global information (such as the average voltage and the output active power of the microgrid and so on) are acquired distributedly based on multi-agent system (MAS). Based on the global information from cyber components of CPMS, automatic generation control (AGC) and automatic voltage control (AVC) are proposed to deal with the drawback of traditional droop control. Simulation studies in PSCAD demonstrate the effectiveness of the proposed control methods.      

基于动态下垂系数的微网下垂控制策略

传统下垂控制中下垂系数为常数,下垂系数小则动态响应慢,下垂系数大则频率和电压可能会远远偏离参考值,且难以保证微网的稳定性.针对这一问题提出了一种基于动态下垂系数的改进下垂控制策略.改进下垂控制通过截取平移和伸缩后的正弦函数在二、三象限的函数曲线作为下垂控制特性曲线,使用此方法可以保证微源的输出频率和电压始终维持在设定值范围内,且在参考功率附近有较大的下垂系数,从而实现微源的有效出力.随着输出功率远离参考值,微源出力减弱,下垂系数会随正弦函数减小,从而防止微源出力过调.最后分别进行仿真和实验,并与传统下垂控制策略模型相比较,结果验证了该策略的可行性.     

Distributed Virtual Inertia Based Control of Multiple Photovoltaic Systems in Autonomous Microgrid

The large inertia of a traditional power system slows down system's frequency response but also allows decent time for controlling the system. Since an autonomous renewable microgrid usually has much smaller inertia, the control system must be very fast and accurate to fight against the small inertia and uncertainties. To reduce the demanding requirements on control, this paper proposes to increase the inertia of photovoltaic (PV) system through inertia emulation. The inertia emulation is realized by controlling the charging/discharging of the direct current (DC)-link capacitor over a certain range and adjusting the PV generation when it is feasible and/or necessary. By well designing the inertia, the DC-link capacitor parameters and the control range, the negative impact of inertia emulation on energy efficiency can be reduced. The proposed algorithm can be integrated with distributed generation setting algorithms to improve dynamic performance and lower implementation requirements. Simulation studies demonstrate the effectiveness of the proposed solution.      

基于DDC的直流微电网接入技术研究

以直流配电中心(DC Distribution Center,DDC)为核心构建的柔性互联配电网能够实现多回馈线闭环运行,对提升配网可靠性运行水平和对新能源的消纳能力具有重要意义。文中基于DDC重点研究了以DAB为核心的直流微网接入技术。首先分析了DAB的基本结构和工作原理,并设计了相应的控制策略;然后对含有光伏、直流负载的简单直流微网及相关模型进行介绍;最后利用PSCAD/MTDC搭建了四端交直流柔性互联配电系统,验证通过DAB实现直流微网与DDC互联的技术可行性。结果证明直流配电中心系统能够稳定运行,直流变压器能够满足直流微网接入的技术需求;在稳态及受到扰动时,系统能够维持稳定运行,直流负荷供电不受影响。     

基于云边协同的微电网自动控制系统

微电网及分布式能源的数量、规模快速发展,当前系统无法满足海量相关数据采集、存储、分析计算需求;为适应多微电网控制的高并发、高可靠性的处理要求,提出了基于云边协同的微电网自动控制系统;基于Docker容器技术优化配置云边计算资源;设计了基于云边协同的微电网自动控制系统总体架构,对云边协同功能及主要数据流进行了详细说明;进一步分析了其中微电网控制及能量管理等核心功能及其数据处理需求,提出了云边协同架构下的计算分析任务调度策略,基于带宽资源对迁移任务数据流进行调度,兼顾任务时限要求和服务器的负荷均衡;最后通过运行实例对提出的微电网自动控制系统功能及优越性进行有效性验证,所提系统通过架构、功能和任务调度策略满足了多微电网的控制要求。