基于PCS功率越限判据的独立型微电网紧急控制策略

紧急控制作为微电网系统的最后一道防线,在系统受到大扰动以后,能够维持频率稳定,对微电网的稳定运行具有重要意义。文中分析了频率紧急控制策略以及轮次减载策略在微电网中存在的定值整定难、无法精准减载的问题,提出了一种基于储能变流器(PCS)输出功率越限判据的独立型微电网紧急控制策略:在外部扰动导致PCS输出功率越限时,通过计及电池荷电状态(SOC)的均衡控制策略计算PCS的越限功率,采用负荷精准减载方案精确切除负荷,并针对工程实施采用面向通用对象的变电站事件(GOOSE)通信技术、提出小步长趋势变化采样算法和防一点大数算法,提高了控制系统的响应速度,提升了大容量独立微电网运行的稳定性。通过新疆某独立型微电网项目工程案例验证了本方案的可行性和有效性。     

微电网环境下飞轮储能系统信息建模与分布式运行机制

主要研究了在微电网具有分布式发电及设备运行机制环境中,飞轮储能系统的信息建模方法与分布式运行机制。应用IEC61850机制,建立微电网环境中的飞轮储能系统的信息模型,以将具有机电一体化设备特征的飞轮储能系统顺利转化为电力系统领域内的生产设备,并有效地与周围其他电力设备进行通讯与信息交换。重点说明了信息模型内部逻辑节点的建模方法。在基于IEC61850机制的飞轮储能系统信息模型基础上,进一步综合应用IEC61499分布式控制机制规划与描述FESS的充放电运行过程,研究了逻辑节点向标准功能块的转化方法。通过IEC61850和IEC61499对微电网中的飞轮储能系统综合应用,说明了2种机制结合应用的有效性,同时也为有效控制电力系统中飞轮储能系统的充放电过程提供技术途径。     

并网型微网规约转换方案研究

针对利用编程语言实现的PCS通信规约转换中出现的效率低、灵活性差且难保证程序稳定的问题,提出了一种基于可配置的PCS规约转换方案,并将其应用于微网储能系统的并网试验。通过分析微网系统的特点,建立各个功能模块的IEC61850模型、拓扑映射关系,给出了一种具体可行的PCS转换配置方案,完成了IEC61850规约和私有规约的映射转换。实验证明通过配置转换方案能够控制PCS装置,实现储能系统与电网系统的并离自动切换功能,提高了微网系统的电能质量及自动化水平。     

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。     

基于IEC 61850的储能监控信息模型研究

为了提高储能系统运行的稳定性、高效控制以及设备间的互操作性,遵照IEC 61850标准,在分析储能监控系统功能及信息量基础上,建立了储能监控系统逻辑设备、逻辑节点、数据信息模型。通过在国家风光储输示范工程一期中的应用表明,该研究可提高储能监控系统不同厂商设备的互操作性及储能系统的安全管理水平。     

基于IEC61850的数字化变电站中的规约测试技术

随着数字化技术的发展,电力系统自动化也过渡到以计算机为主的数字化变电站时代。不同厂家的自动化设备趋于无缝连接,通信规约的国际化标准的出现解决了不同厂家的设备之间时以自定义的规约进行通信和操作时带来的不便。但各厂家对规约标准的理解实施程度不尽相同,因此很有必要针对国际标准规约对这些设备进行测试,从而真正实现设备的兼容性,讨论了基于IEC61850的数字化变电站中的规约测试技术,并在此基础上给出IEC61850规约测试系统实现方案,为进一步地研究数字化变电站的规约通用测试技术提供了有益的探索。     

基于微电网控制技术的蓄电池储能性能

微电网储能系统通过吸收和发出功率保证了系统的稳定及供电质量的可靠。分析了包含储能系统的微电网的系统结构,研究了适用于微网的储能设备的控制方式,根据铅酸蓄电池的性能特性,在实验基础上对微电网中铅酸蓄电池储能容量进行了分析计算。     

基于光伏能量预测的微电网储能优化配置方法

建立了基于光伏能量预测的微电网智能能量管理系统,提出一种经济性优化方法进行微电网储能配置。由于光伏发电系统的输出功率随气象条件变化具有随机性,因此采用发电预测模型的输出作为光伏电池的功率限制条件。由于储能优化涉及多个时间段且受能源价格和电力价格的影响,因此需建立储能模型以确定最优的操作策略,采用矩阵实数编码遗传算法进行求解。通过一个小型直流微电网算例验证了所提模型和算法的有效性,相关结果可用于评估微电网的储能配置和经济效益。     

基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。     

下垂式控制技术在微电网中的应用

储能变流器是微电网与蓄电池组之间的连接设备,功能为实现能量的双向交换。所研发储能变流器可以实现多组电池的独立控制、系统容量的灵活配置以及电池组的灵活投切,结构设计采用多级型拓扑,包含15个并联的半桥型非隔离双向DC/DC变换器,控制策略设计为并网变流器采用SVPWM控制技术,DC/DC变换器根据设计环境设计改进下垂控制策略。所设计大功率储能变流器产品已完成相关下垂控制充/放电和满功率并网试验,充/放电电流准确跟踪指令电流并网效率超过95%,验证了设计的合理性和有效性。     

应用于微电网的复合储能技术研究综述

在对不同储能技术运行特性进行梳理总结的基础上,从控制策略与规划配置两个方面对复合储能技术在微电网中的研究及应用现状进行了评述。首先,从内部元件构成出发,介绍了复合储能单元在微电网中的基本形态及工作原理,并分析了其相对于单一储能形式的技术经济优势。其次,分别针对复合储能系统在微电网中的三种典型应用场合,阐述了其对应的控制策略,并进一步分析了各类控制方法的优劣。最后,从微电网规划角度,对复合储能系统的容量优化配置问题进行了探讨,总结了不同研究所采用的建模思路、优化目标及约束条件,并指出了后续应进一步关注的问题。     

微电网中储能系统的集成设计与控制策略

由于光照强度与温度变化,光伏发电功率的波动导致微网系统并网侧功率发生较大波动。通过控制电池储能系统的有功功率,可以使平滑光伏电源功率波动成为可能。研究了光储联合发电系统的运行模式,提出了适用于光储联合发电系统的集成设计和控制策略,并对储能用功率转换系统进行了分析和设计;最后基于某光伏电站和负荷的实际历史运行数据,对所提出的方案进行仿真研究。仿真结果验证了光储联合发电系统控制策略的有效性,锂电池储能并网系统能够稳定地并网/离网运行,切换过渡过程平滑稳定     

基于两级式变流器混合储能系统的应用

为提高诸如光伏、风力等可再生能源发电功率的可控性,避免由于外界环境变化引起的功率波动对电网的负面影响,提出一种基于两级式储能变流器的混合储能系统,采用PQ控制策略平抑可再生能源功率波动的方案。通过低通滤波算法估算混合储能系统的能量补偿,进一步设计控制器,精确控制储能系统的能量流向,达到储能系统与电网之间及时准确的能量交换。以光伏发电为应用背景,在MATLAB/SIMULINK中搭建混合储能系统模型。仿真结果表明:该方法使得光伏发电模块输出功率平缓,起到了平抑效果,可以满足电力系统实时调度的要求。     

微网系统中储能优化配置研究

微网中分布式电源出力的随机性和间歇性对大电网造成冲击,已经成为大电网与分布式电源的主要矛盾,而储能技术的应用是解决这个困局的有效方法之一。如何实现微网中储能优化配置是微网运行的关键问题之一。研究了微网中储能优化配置模型,讨论如何在并网和孤网下根据储能在微网中的作用来配置其容量,并阐述了微网中储能优化配置的求解方法。     

基于WINPCAP的GOOSE报文捕获分析工具开发

WINPCAP网络开发包是一个免费、基于Windows平台、访问网络链路层的工具,它允许各种应用程序绕过协议栈捕捉并传送网络数据包,同时还包括一些其他功能,如包过滤、网络流量统计以及远程捕获等.基于这一开发包,可以方便地开发出面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文的捕捉工具,进而根据ASN.1/BER对报文进行解码并分析.文中介绍了如何基于WINPCAP开发包开发一个完整的GOOSE报文捕获工具,以及整个的设计思路和实现过程,并提出了一些可能的应用.     

电池储能系统双向PCS的研制

传统单向PWM整流器或单向PWM逆变器已经满足不了电池储能系统的要求。因此提出了一种新型双向功率变换器(PCS)拓扑,它不仅能满足电池的充电、放电要求,而且还能在电网断电时,对关键负荷进行供电。介绍了该双向PCS拓扑的工作原理,并对双向PCS 3种工作模式的控制策略进行了研究,在此基础上,研制了一台12 kW电池储能系统双向PCS,成功用于钒电池储能系统中。实验结果表明,此处设计的双向PCS功能强大、性能优良,能广泛应用于电池储能系统。     

微电网储能系统控制及其经济调度方法

储能系统对微电网的安全稳定运行和经济效益有重要影响。分析微电网中分布式储能系统的离网和并网控制方法;针对传统下垂控制中,线路阻抗引起的微电网系统稳定性问题,提出改进的下垂控制策略和控制结构,以减少微电网功率波动和提高运行稳定性。为实现对负荷的削峰填谷和提高储能设备运行经济性,根据分时电价,建立分布式储能系统的经济调度数学模型,在此基础上提出一种考虑分时电价的经济调度方法。结合算例验证该调度方法的经济性和实用性。     

IEC61850标准在微电网中的应用探讨

微电网是解决电力系统发展过程中的众多问题而产生的新兴概念。IEC61850是为了解决不同制造商制造的电力设备(尤其是变电站中的设备)集成到一个系统中不能互操作的问题而制定的一个新的通信标准体系。本文提出未来智能电网中一种新的组织单元——智能微电网。数字化变电站根据IEC61850标准分为变电站层、间隔层和过程层。本文基于微电网的三层控制和数字化变电站的三层结构,探讨了IEC61850通信在智能微电网中的应用。