微电网孤岛运行的主从控制策略研究

为实现微电网孤岛运行时多个分布式电源的协调控制,提出主从控制策略。即主分布式电源采用阿控制。为微电网提供稳定的电压和频率;从分布式电源采用P-Q控制,使可再生能源得到充分应用,从而使微电网孤岛运行具有良好的稳态和动态性能．MATLAB仿真结果表明,主从控制策略能使各分布式电源之间较好地协调,满足了系统电压和频率的要求．     

基于电压源逆变器的微电网控制策略

微电网技术能够解决分布式能源的大规模接入问题,需要解决的关键问题是如何实现多个分布式电源的协调控制;文章采用下垂控制与倒下垂控制相结合的综合控制策略,使微电网在无通信线路情况下实现并网和孤立运行2种模式的无缝切换,该控制方式提高了系统的稳定性和可靠性,实现了分布式电源的控制,最后通过Matlab/simulink验证了低压微电网系统采用该控制策略的可行性.     

分布式能源微电网调峰控制方法研究

为了提高分布式能源微电网调峰控制能力,提出基于节点电压幅值调制的分布式能源微电网调峰控制方法。获取电流分布集,得到收敛值,计算出不同调度模式下的稳态电压,得到分布式能源微电网调峰参数,计算分布式能源微电网调峰参数融合结果,构建分布式能源微电网调峰控制模型结合节点电压幅值调制方法,实现分布式能源微电网调峰控制。仿真结果表明,采用该方法进行分布式能源微电网调峰控制的稳定性较好,提高了能源微电网的输出稳定性,并且方法的负荷跟踪能力较强,验证了所提方法的较好实用性。     

孤岛微电网分布式协调无功均分策略

针对微电网中采用逆变器下垂控制的分布式电源时难以实现无功出力合理分配,存在无功环流等安全运行隐患的问题,该文提出一种基于有限时间一致性控制的孤岛微电网分布式协调无功均分策略。该方法在无集中控制器的架构下对无功出力进行均分控制,减少系统无功环流,提高电压质量。相较于传统的一致性策略,所提出的无功均分策略的收敛速度更快,能实现收敛时间及速度的优化,且可适应微电网各种扰动。通过在PSCAD/EMTDC中建立孤岛微电网仿真模型,在多种场景下验证了分布式无功均分策略的有效性和适应性。     

含多种分布式能源微电网小区间协调调度方法

针对分布式能源微电网小区间调度中受到调度时延和调度速度的影响,导致能源微电网小区间调度稳定性及协调性较差的问题,提出含多种分布式能源的微电网小区间协调调度方法。建立分布式能源微电网小区间调度的信道拓扑结构,得到微电网的混合拓扑结构模型;基于有功功率变化特征分析方法构建微电网协调调度能量自适应控制模型,完成微电网能量交换控制。在此基础上根据微电网频率和电压等参量进行协调调度,建立微电网小区间协调调度模型,通过电网转动惯量特征分析建立其控制结构模型,采用虚拟同步电机控制微电网负载,完成微电网小区间协调调度。仿真结果表明,采用该方法进行含多种分布式能源微电网小区间调度的协调性较好,控制稳定性较强。     

多智能体系统在微电网中的应用

分布式电源的复杂和多样性增加了微电网能量管理和控制的难度,因此基于多智能体系统(Multi-agent system,MAS)的分布式分层协同控制策略被提出,其具有平衡功率和能量、稳定电压和频率、实现资源优化管理和经济协调运行的优点.该文主要对MAS在微电网中的应用情况进行全面系统的分析、对比、归纳总结.对比分析了微电...     

微电网分布式发电逆变器下垂控制综述

由于环境问题和技术发展,可再生能源得到广泛应用,由其组成的微电网是未来主要发展趋势。本文主要介绍了微电网分布式发电逆变器下垂控制,包括传统P-f和P-V下垂控制及其稳定性,功率均分控制和下垂控制参数相关问题。文中也详细分析了微电网研究中的几个热点问题:功率均分控制、电压频率恢复、阻抗参数识别和通信,并在理论分析的基础上对现有的成果进行归纳总结。     

孤岛运行下微电网并联逆变器下垂控制策略研究

随着全球能源互联网的发展,微电网也得到了迅速的发展.微电网系统的稳定性和可靠性将直接受到逆变器运行特性的影响.结合微电网的电压、频率、有功功率和无功功率,分析了逆变器下垂控制的运行特性,实现了孤岛模式下微电网并联逆变器的下垂控制策略的优化.通过数学建模并搭建MATLAB/Simulink仿真模型,详细分析了孤岛模式下微电网负载变化时电压和频率的动态特性.仿真结果验证了微电网并联逆变器下垂控制策略优化的正确性和有效性.     

微电网动态重构策略的研究与实现

微电网是分布式可再生能源利用的高级应用形式.为应对可再生能源的随机性、间歇性以及环境的不确定性,寻求有效的微网动态重构策略,对于保障微电网的高效稳定运行具有重要意义.针对微电网的能量管理问题,文中提出了一种基于多智能体系统(Multi-agent System,MAS)的微电网动态重构策略.首先,在分析微电网重构激发条件和重构基本特征的基础上,以经济性最优为目标,建立了微电网动态重构数学模型;然后,基于各分布式电源的自身效益最大化,采用MAS和引入势博弈算法作为核心优化算法,搭建了微电网能量管理系统,通过各智能体的交互协作实现微电网的动态重构,势博弈良好的分布式特性使得微电网拓扑结构与优化算法相互支撑、实现了完全分布式;最后,通过孤岛微电网算例进行了仿真验证,仿真结果表明微电网在保障个体具有充分的自主性和独立决策能力的基础上能够有效进行动态重构,验证了所提方法的有效性.     

一种离网主电源逆变器控制策略

微电网独立运行中的主电源逆变器系统的有效控制是提高分布式发电能源高效利用的有效措施。针对传统控制策略无法有效消除系统运行的稳态误差且控制策略算法复杂问题,在自然坐标系下提出一种基于比例复数积分控制器的电压电流双闭环控制策略,用以改善传统的基于比例积分控制的运行效果。利用比例复数积分控制器可对基波频率交流信号实现零稳态误差追踪,在自然坐标系下进行电压电流双闭环控制,避免进行坐标变换、锁相环与前馈解耦控制环节,达到降低控制系统的复杂程度的目的。最后通过实验证明了所提策略的正确性与有效性。     

基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略

针对以风电和波浪能发电为主电源的孤岛型海岛微电网,提出一种基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略。储能元件采用改进的下垂控制实现类似于电力系统一次调频的有差调频,根据其荷电状态及最大充放电功率,动态调整下垂控制运行点以及下垂控制系数,既能将微网频率偏差控制在合理范围内,又能防止电池储能系统过充过放;利用海水淡化负荷的可控性,将频率偏差引入其转速控制环,实现类似于电力系统二次调频的无差调频。在Matlab/Simulink下搭建了孤岛型海岛微电网的仿真模型,并对不同运行场景进行了仿真验证。结果表明,基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略可以有效地分配系统功率差额,维持海岛微电网的频率稳定。     

低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

针对微电网通常是接入低压配电网的情况,分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异,对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制,联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流,微电源采用PQ控制策略;孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定,微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析,证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.     

含旋转电机接口和逆变器接口的微网小信号稳定性分析

提出了一种包含了逆变器接口（voltage source inverter,VSI）、同步电机接口（synchronous generator,SG）的独立微网控制策略,并分析了其小信号稳定性。VSI 接口和 SG 接口的分布式电源均采用下垂控制策略,二者之间无需实时通信,可实现负荷功率共享。建立了系统的小信号状态空间模型,主要包括：同步发电机及其控制器的小信号模型、逆变器及其控制器的小信号模型、电网络及负荷小信号模型。计算了下垂增益变化时的根轨迹,得到了系统主特征值随参数变化的根轨迹,计算了不同状态变量对特征值的参与因子。稳定性分析结果表明：当所有分布式电源采用下垂控制时,引入同步发电机接口的分布式电源,系统频率小信号稳定性大大增强。PSCAD 时域仿真验证了特征值计算的正确性。     

非线性模型预测直接转矩和ASR/ABS控制的电动汽车纵向稳定性

为了解决电动汽车在加速和制动过程中容易发生滑移和抖动、不能满足稳定性和舒适性的要求,提出了一种基于主从式非线性模型预测(nonlinear model prediction,NMP)直接转矩控制(direct torque controt,DTC)的电动汽车鲁棒控制策略。采用双电机-单控制器主从式驱动模型,基于模糊逻辑控制器,在线确定权重因子的精确值,生成优化电动汽车驱动决策的最优切换状态,保证电机速度的精确跟踪。结合NMP-DTC电机控制方法,设计了一种模糊逻辑ASR/ABS控制器,以角加速度变化和滑移率变化为输入,以补偿转矩为输出变量,根据道路特性的变化提供补偿转矩,保证电动汽车行驶在最佳滑移率范围内,提高行驶的稳定性。基于MATLAB/Simulink进行变负载转矩电机跟踪和汽车纵向稳定性仿真,与参考速度进行对比分析。结果表明,所提出的主从式NMP-DTC的电动汽车ASR/ABS控制,在变负载下不仅电机跟踪轨迹误差降低,而且可保证在加速和制动过程中车辆的纵向稳定性控制。     

具备电压稳定和谐波抑制的分频下垂控制器研究

针对以分布式发电为主的微网中可能存在的谐波问题,设计出同时兼备能量转换和谐波抑制的复合型逆变器,可有效解决此类问题。利用分频下垂控制策略和虚拟阻抗技术有效解决多逆变器并联运行时各逆变器在基波及谐波域均按照各自的容量承担负载。通过研究目前分频下垂控制策略谐波抑制效果不佳及没有考虑新逆变器并入系统带来的问题。本文在谐波域下垂控制中引入电压闭环负反馈,避免了新逆变器并入系统带来的冲击对公共节点电压偏移和谐波抑制的影响,提高了下垂控制的鲁棒性。并且讨论不同容量逆变器下垂系数与虚拟阻抗设计时的比例问题,使得各逆变器在基波及谐波域均能按各自容量分配功率。最后设计出符合谐波抑制效果明显,电压偏移小,基波及各次谐波域内均能按容量分配功率的分频下垂控制器。通过PSCAD仿真结果验证了该方不但可以抑制谐波,改善公共节点电压偏移,而且各逆变器在基波及谐波域均可功率精确分配。     

含多分布式电源的孤岛微电网改进下垂控制策略

含多分布式电源并联运行的孤岛微电网,由于各线路阻抗差异,采用下垂控制策略无法实现无功功率合 理分配。为此,提出一种自调节虚拟阻抗下垂控制策略,通过无功功率调整虚拟阻抗,在不检测线路阻抗参数 的情况下补偿阻抗差异引起的输出电压差异,使各逆变器输出无功功率均等分配或按容量比分配。在Matlab / Simulink 中搭建含有两个分布式电源并联运行的孤岛微电网仿真模型,在两种情况下验证了改进下垂控制策略 能实现无功功率均分和按容量比分配。     

基于变论域模糊滑模观测器的微网逆变器系统容错控制

针对微网逆变器系统量测回路中,电流互感器故障及虚假数据注入攻击问题,提出基于滑模观测器融合变论域模糊控制的异常量测信号估计与电流补偿容错策略。基于电流量测量设计并网模式微网输出反馈线性二次型最优控制器,构建电流互感器故障及虚假数据注入攻击模型,根据Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式方法设计滑模观测器,构造融合异常量测信号估计值的电流补偿容错控制策略;最后提出基于模糊推理的变论域模糊控制方法实现滑模增益的动态调整,提高观测器估计性能。仿真及实验表明,电流互感器故障及虚假数据注入攻击将使微网逆变器系统的稳定控制器失效,所提出的容错控制策略对多场景下异常电流量测信号的估计精度更高,可确保微网安全稳定运行。     

基于坐标变换的微网功率解耦及限幅控制策略

传统的功率下垂控制在低压微电网中的直接应用会引起有功和无功功率的耦合问题,为此采用了基于坐标变换的虚拟功率下垂控制方法,并对其解耦特性、功率均分及限幅问题进行了研究.利用相对增益分析方法分析了采用坐标变换后系统功率的耦合程度,从理论上证明了当坐标变换矩阵与线路阻抗的阻感比相同时,虚拟功率下垂控制可以实现功率的完全解耦.针对线路阻抗差异而导致的功率无法均分问题,提出了通过增加虚拟负阻抗来实现并联逆变器间功率均分的方法.考虑到现有的虚拟功率下垂限幅范围与实际功率限幅范围的不对等性,提出了新型虚拟功率下垂限幅控制方法,将功率越限部分划分为8个区域,根据逆变器输出的实际功率确定其所属区域,进而采取相应的限幅调整措施.仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

新能源动力船舶中逆变器下垂控制技术

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,应用陆上大电网并网逆变理论,研究新能源动力船舶供电系统中与同步发电机并联的逆变器下垂控制技术能否满足船舶电网要求。分析了逆变器拓扑结构,建立了数学模型,在此基础上确定由电压环、电流环和功率环组成的三环控制策略,并提出了控制器参数的设计方法。仿真结果表明,基于下垂控制技术的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,能够满足船舶的用电需求,可实现新能源动力船舶在负载波动工况下稳定运行。     

一种基于DVR的低压微网系统关键负载恒压供电控制策略

微网中的线路阻抗、逆变器输出阻抗以及电网电压波动都会造成微网中关键负载电压的波动。为使电压敏感负载恒压供电,在微网中引入动态电压补偿器(DVR)。给出了DVR的主电路,其控制策略包含有源阻尼环、瞬时电压环以及有效值电压外环,分别保证DVR的工作稳定性、动态特性以及稳态精度。给出了闭环控制参数的设计方法。仿真结果表明,将DVR应用到微网中可保证关键负载恒压供电,并具有优良的动态性能和稳态精度。