基于可孤岛概率的微电网可靠性评估

为刻画外部电网故障时微电网孤岛运行的能力,提出微电网可孤岛状态及其发生概率定义,即：不计外部电网对微电网的功率支持及内部分布式电源故障影响,微电网能满足自身负荷需求的状态(可孤岛运行状态)及其发生概率。分析可孤岛运行状态和不可孤岛运行状态下不同故障类型(外部电网、内部配电网元件、分布式电源)对微电网负荷点的影响,推导出2种运行状态下负荷点可靠性参数的解析表达式,结合2种运行状态的发生概率,得到微电网可靠性评估模型。采用RBTS-BUS6算例验证了模型的有效性和实用性,结果表明增大储能电池最大放电功率能有效提高微电网负荷点可靠性。     

配电和微网中电能质量新问题的研究

微网发电技术以成为业界研究的热点课题,然而微电网受分布式电源间歇性伴随随机性的影响,微网的供电可靠性和电能质量将难以保证。     

基于剩余电量评估的微电网切负荷策略研究

对于孤岛模式下的微电网,若微电源和储能元件容量不足以保证微网内所有负荷在主电源计划停电期间的正常供电时,需要切除微网部分负荷以最大限度地保证重要负荷的供电。本文提出了微网剩余电量的概念以及一种基于剩余电量评估的微网切负荷策略,通过对孤岛运行期间微网的微电源发电量、储能装置储电量和负荷所需用电量进行实时预测估计和比较分析,按照电量平衡原则和负荷分级体系,优化确定微网内不同级别负荷的投切时刻,保证微网内最重要负荷的连续供电和其余各级负荷的断电时间最少。算例微电网的切负荷仿真结果表明了该策略的正确性和有效性。     

基于孤岛运行状态概率方法的配电网可靠性评估

提出基于孤岛运行状态概率分布的计及分布式电源(DGs)配电网可靠性评估方法.通过研究分布式电源和主网系统构成的联合配电系统的运行方式,依据分布式电源的运行特点,以风机的理想运行平均风速所对应的出力为半径确定孤岛区域,形成合理的孤岛供电区域.基于孤岛4种运行状态,提出基于孤岛运行状态概率的具体算法,形成联合供配电网可靠性评估方法.以IEEE BUS6-F4馈线为例,实现接入DGs的配电系统可靠性计算.在DGs的渗透率比较低的情况下,检验了DGs对提高配电网可靠性的影响,计算结果更加合理可靠.所提方法模型简单,适应于多个分布式电源的配电网可靠性分析.     

风储互补微网对配电网可靠性的影响

随着分布式发电技术的不断推广和发展,大量DG(分布式发电)以微网形式接入配电网.文中以风储互补微网为对象,根据互补微网在配电网中的运行方式,采用蒙特卡洛仿真算法,从负荷点和系统两个层面上给出了配电网中常用的几项可靠性指标;在分析了随机电源特点的基础上,建立风储互补微网可靠性评估模型;根据传统配电网可靠性计算结果对风力DG进行选址,在确定储能配置后形成了计划型孤岛范围;提出由于风储微网内负荷和风力DG出力的时变性,在孤岛内有可能发生储能放电过量,从而导致微网解列的二次故障问题.对风储互补微网接入后的配电网的蒙特卡洛可靠性仿真结果表明,风储互补微网能有效提高配电系统的可靠性.     

混合微电网能量优化配置及影响因素灵敏度分析

为了对分布式电源进行合理配置,以满足分布式发电(DG)系统的供电可靠性和经济性,针对光伏和风机出力波动对系统的影响,在考虑控制策略的前提下提出一种独立运行混合微电网经济模型。通过对目标函数的优化确定微电源的最优容量,以确保系统满足供电可靠性约束的同时保证其经济性。选取广西某山区一独立微电网为实例进行优化设计,应用HOMER软件对该系统进行仿真以验证经济模型的合理性,并对算例在不同空气污染惩罚、柴油价格、年均日照强度、年均风速以及设备投资成本变化等条件下的优化配置结果进行灵敏度分析,围绕系统的污染排放、经济性和供电可靠性进行灵敏度分析。     

微电网主从控制建模仿真

考虑到微电网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计.基于下垂特性的Droop控制可实现负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,而电压/频率(V/f)控制和Droop控制均可在微电网孤岛运行时为微电网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制.根据不同电源特性针对性地采用不同控制技术组合,并对微电网孤岛运行模式和并网运行模式之间切换的运行特性进行分析,获得了微电网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f以及PQ-Droop综合控制策略的正确性和有效性.     

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.     

直流微电网孤立运行控制策略研究

在直流微网中没有无功功率流动,母线电压是衡量系统稳定和功率平衡的重要指标。针对没有大电网支撑的孤立微网存在的直流母线电压随着微网中分布式电源的间歇性波动和负载变化而波动或小范围突变,从而影响挂接在母线上的设备和负载稳定供电这一问题,构建了一种基于储能的孤立直流微电网系统,通过对蓄电池的充放电控制来抑制和消除直流母线电压波动,并对运行中出现的分布式电源输出波动和负载变化等情况进行了仿真实验。结果表明,直流微网孤立运行模式下,采用该控制策略的微电网能有效抑制外界环境变化带来的可再生能源功率输出的波动,向用户供应稳定的电力。     

低压环形微网的分层控制方式

低压环形微网的供电可靠性高,且能增强分布式电源的接入能力。针对单环网和多分段多联络的城市配网,分析了低压环形微网的接线方式,研究了环形微网的两级分层控制,将环形微网中满足孤岛运行的子微网按区段划分,利用区段与不同元件的连接关系形成关联矩阵,状态切换过程中分别对隔离和重连区段进行判断重新构造关联矩阵,由此确定微网运行状态转换方案,并采用中央控制器实现了不同运行状态的同步重连控制。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件建立了环形微网模型,分析了不同状态转换和同步过程中微网的动态特性,验证了提出控制策略的正     

智能微电网研究综述

随着人们对能源危机和环境污染问题的关注,智能微电网作为多种清洁能源的载体,得到国家政策的支持,正在快速发展.介绍了智能微电网的发展由来,从分布式发电到微电网,最后到智能微电网.阐述了欧美及我国智能微电网的定义、特征、结构、分类,分析了智能微电网的关键技术:控制、保护、能量管理.结论部分给出了我国智能微电网关键技术未来的发展趋势,为后续研究提供参考.     

考虑网络攻击的微电网弹性分布式控制策略

为了提升攻击检测和隔离响应的速度,降低对系统的负荷,提出了一种针对网络攻击的微电网弹性分布式控制策略。首先分析了3种类型的时变网络攻击对对通信链路、局部控制器和主控制器的影响。然后提出了一种弹性分布式控制策略,使得每一个参与者都能及时、迅速地检测和隔离损坏的链路和控制器。在控制策略中引入开关频率随机的非周期间歇控制机制,从而提升微电网系统对连续攻击的鲁棒性。最后通过仿真平台对提出的方法进行验证。结果表明:该分布式控制策略能够在不妨碍微电网正常运行的情况下,及时准确地检测和隔离网络攻击。     

自适应保护在微网中的应用研究

传统的过流保护,整定值是离线计算的固定值。受运行方式和故障类型的影响,保护范围不定,无法适用于微网中。通过分析微网特有的故障特性,以及结合目前迅速发展的信息通信技术,旨在对传统过流保护进行改进。实时计算系统阻抗和判别故障类型,使其保护范围不受运行方式和故障类型的影响。通过PSCAD建模仿真,证明了该方法能够自适应运行方式和故障类型的变化,提高了保护的性能。     

基于PSCAD的微电网孤网模式建模与仿真

针对传统下垂控制受微网线路阻抗因素的影响,无功功率难以实现精确的分配问题,采用一种无功-电压微分(Q-dU/dt)下垂控制.该策略是基于电压幅值变化率的电压补偿控制方法,实现无功功率的精确分配.在PSCAD中分别建立该方法的控制系统模型,并对系统孤网运行模式进行仿真研究,结果验证了控制系统模型的有效性.     

一种适用于低压微网的下垂控制方法

由于传统的下垂控制方法对微网系统控制存在一定的局限性,提出一种基于阻抗复合控制的下垂控制方法。根据输出有功和无功实时动态改变下垂系数,利用动态变系数和暂态变系数的方法抵消线路阻抗的不匹配;采用开环和闭环补偿虚拟阻抗产生的电压降,在校正输出阻抗的同时避免虚拟阻抗产生的电压跌落,改善无功功率的动态和稳态均分特性;最后采用MATLAB/Simulink软件仿真验证所提出控制算法的可行性。     

微电网与大电网的竞合关系及其对社会福利效应的影响

微电网被认为是提高分布式电源利用效率的有效方式,其在节能减排、可再生能源利用、提高供电可靠性、解决偏远地区和海岛供电问题等方面具有诸多的优势。微电网建设有助于打破传统大电网在价格、市场准入等方面的垄断,提高了区域内用电的可靠性与灵活性,同时降低了环境污染及对资源的压力,有利于改善社会福利。笔者使用竞合博弈模型,分析了微电网与大电网的竞合关系,探讨了两者的合作条件,并对两者合作带来社会福利改善的具体机制进行了探究。分析结果表明：外部性正反馈于相关企业合作的努力程度,从而增进社会福利;外部性与自有资产存在替代     

利用故障方向信息的差动式微电网保护

针对传统的电流保护无法满足微电网保护的问题,提出了一种新型的微电网的系统保护方案。在该保护方案中,通过相邻保护单元之间互相交换带方向的故障信息,确定故障范围, 快速动作清除故障。最后通过分析一个包含三条支路和两个基于逆变器的微电源的微电网在三种故障情况下保护的动作,验证了该方法能够达到快速动作切除故障以及在并网模式和孤岛模式中采用相同的保护策略的目的。     

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。     

混合母线微电网的功率平衡控制策略

为提高微电网在模式切换等暂态条件下的动态响应性能,提出一种基于交直流混合母线拓扑的微电网功率平衡控制策略.将直流母线和交流母线分别作为瞬态和稳态的两级功率平衡点,使分布式电源组群与储能装置经直流母线相结合进行联合供电.在暂态条件下,通过稳定直流母线电压迅速地匹配供需双方的功率,相应地调整逆变控制策略来稳定系统电压、频率及调节电能质量.仿真结果表明:在微电网运行模式切换和受扰动时,该方法均能使微电网实时满足负载的功率需求;电压幅值和频率稳定在额定值,相对误差小于1％;电能质量符合国家标准,总畸变率(THD)小于2％;电压和功率参数响应时间仅为0.02 s左右.     

改进bang bang控制的微网VSG自适应虚拟惯量控制策略

研究并网逆变器虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)控制策略在有新能源接入的电力系统中的频率稳定性问题.利用虚拟惯量的可变性,减少频率超调量并加快频率响应速度,提出一种基于改进bang-bang控制的微网VSG自适应虚拟惯量控制策略.首先,在bang-bang控制的基础上,设定一个频率稳态区间与稳态惯量.然后,通过建立微网孤岛运行模式下的VSG小信号模型,对虚拟惯量进行稳定性分析,确定虚拟惯量的取值范围及稳态惯量.最后,用Matlab/Simulink进行仿真实验,对比多种虚拟惯量控制策略,验证了所提策略的有效性.