低压微电网逆变器并离网平滑切换控制

分布式能源通过电力电子变换器与本地负载、储能设备等相结合构成微电网;并实现在并网、离网及并离网相互切换模式下的稳定运行。采用下垂控制实现微电网离网运行时逆变器输出电压和频率的稳定、并网运行时输出功率的恒定,并且不改变控制方式实现并离网的平滑切换控制。由于传统下垂控制在离网运行时,逆变器输出电压与频率存在一定的偏差;并且为了使逆变器输出阻抗呈阻性以减小控制参数对输出阻抗的影响,采用一种改进的下垂控制策略;并在逆变器双闭环控制中加入虚拟阻抗。仿真结果验证了改进下垂控制策略在离网、并网以及并离网相互切换运行时的有效性,以及相比于传统下垂控制策略的优越性。     

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.     

基于VSG的储能逆变器控制策略及无缝切换技术

为应对储能逆变器在并离网切换时产生的电压波动和冲击电流，基于微网孤岛和并网运行模式的特点，提出虚拟同步发电机控制策略。通过对微网无缝切换关键技术分析，提出基于频率扰动的微网预同步控制。为实现控制策略的无缝切换，利用VSG控制和PQ控制共用电流内环，实现外环参考电流平滑过渡，确保控制策略切换时刻和PCC开关动作时刻的同步性，保证了VSG在两种运行模式之间平滑切换，有利于微网的稳定运行。在MATLAB/Simulink仿真平台下搭建模型，验证所提控制策略和切换方法的有效性和可行性。     

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     

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。     

基于可靠性的低压配电系统微网群划分研究

随着国家鼓励分布式发电政策的颁布和实施,越来越多的分布式电源以户用型微电网的形式接入到配电网中。户用微电网的建设实现了分布式电源的就地消纳,显著提供了低压配电系统的供电可靠性。然而,在故障状态下,户用微电网孤岛运行模式却未充分利用相应的分布式资源。为解决这一问题,首先提出了含分布式电源的户用微网群划分指标——可孤岛概率;然后,基于该指标构建了户用微网群的最优划分模型,分析了其目标函数和约束条件,并进一步提出了相应的求解方法。最后,算例仿真结果表明:提出的户用微网群的划分模型,可以显著提高低压配电系统的供电可靠性,在配置较少的划分开关下也可达到较为理想的效果。     

非线性准PR双模逆变器的设计

针对光伏发电系统并网与离网两种应用需求,讨论分析并网、离网两种逆变模式的原理及控制策略.提出一种非线性准比例谐振(PR)控制器用于光伏系统并网与离网状态切换过程中的逆变控制,拟通过引入的非线性环节增大系统响应初期增益,提高控制的快速性,以消除切换过程中的电压电流畸变,保障逆变效果的平滑性.Matlab/Simulink仿真结果表明:所提方法具有可行性与有效性.     

基于惯性补偿的微网逆变器控制策略

针对带LC输出滤波器的三相逆变器,分析了并网和离网两种状态下的PR控制策略.对离网感性负载时系统出现的振荡现象,提出PR控制器结合惯性补偿的控制策略,在反馈回路加入一阶惯性环节,以改善系统动态结构、消除系统自振荡.仿真结果表明,所提控制策略在离网逆变器中具有良好的动静态性能,可实现正弦交流指令的零稳态误差控制.     

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.     

微网接入对配电网继电保护影响的研究

微网的接入能够降低馈线的网络损耗、提高供电的可靠性和能源利用率,现在的微网内部结构越来越复杂,主要是接入了大量的供能器件,一旦发生了短路或者断路故障,那么电流、电压相关参数会发生一定的变化,这大大增加了故障定位的难度.分析了微网的控制模式以及在并网与离网两种状态下DG的控制.通过对分布式电源的故障类型进行了准确的定位,并且针对继电器的实时状态进行了详细的研究,由此建立了在并网运行时逆变型分布式发电的等效模型,在针对微网的接入对配电网继电保护装置影响上于PSCAD/EMTDC软件中建立了包含微网的配电网系统的模型.     

风光储微电网运行特性仿真分析

为研究含风力发电、太阳能光伏发电和储能系统三种类型微源组成的微电网的运行特性,在MATALB软件平台上,建立了基于主从控制的风光储微电网联合仿真模型.以蓄电池储能系统为主控电源,在微电网并网运行时,所有微源都采用P/Q控制;微电网离网运行时,蓄电池储能系统采用V/f控制,支撑微电网频率和电压.然后对微电网并网运行、离网运行及并离网切换过程进行仿真.仿真结果表明:微电网在并网、离网运行模式下能安全、可靠运行,在运行模式切换过程时能平滑过渡.     

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.     

虚拟同步发电机参数设计及运行特性分析

随着能源结构的多样化,分布式能源占比的提高,大面积的分布式电源面临并网需求。通过研究可以更高效利用分布式能源并网的虚拟同步电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的控制技术。为搭建在集群并网下的微电网系统的拓扑结构,有必要讨论虚拟同步发电机的构成单元以及其控制参数的选择。通过对VSG控制参数的优化分析,仿真验证所选取的各重要参数对其在:由孤网转并网运行过程中电压跟频率的波动影响;并网运行过程中有功-频率调节以及无功-电压调节有效性;对离网过程中电压跟频率的影响,该方法对多微网并联运行有一定的参考价值。     

基于改进虚拟同步机的风储微网综合控制

微电网中负荷变化与风电等分布式电源出力不确定性给整个微网稳定带来很大困难。针对风电出力波动问题,采用虚拟同步发电机控制结合深度强化学习对电池储能系统输出进行控制：首先搭建包含风电、电池储能、负荷、外部电网的微网模型,其次利用深度确定策略梯度算法对虚拟调速器进行设计,结合奖励函数通过反复学习训练生成调速器实现对虚拟同步发电机的改进。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建对应的仿真模型,与下垂控制、传统虚拟同步发电机控制进行对比,仿真验证了并网到离网切换场景与孤岛运行场景下,所提出的控制方法对微网频率与电压有良好的稳定效果,可以实现对负荷有功功率与无功功率的快速追踪。     

分布式配电网系统无功优化补偿优化策略措施探讨

本文在分析了分布式电源并网发展趋势后,对含分布式电源配电网无功优化控制策略进行了详细分析研究,尤其探讨配电网无功优化的综合目标控制函数。最后研究了含分布式电源配电网SVC无功优化控制策略所带来的补偿效果,结果表明,在含分布式电源配电网系统中加入SVC无功补偿装置后,配电网系统网损大大降低,全网电压得到有效提高,所采取的SVC无功优化控制策略能够确保配电网稳定经济的调度运行。     

智能微电网在河西地区的示范运营

介绍了智能微电网示范工程项目的光伏发电系统、智能配电系统、智能监控系统和储能系统的组成和结构,微电网的并/离网切换模式及运行情况。通过试运行观察和检测,表明本智能微电网即可并网运行,又可离网运行,体现分布式光伏电源、储能系统、电网之间协调运行,凸显智能微电网能量优化调度控制功能。本项目的示范运营,为智能微电网的发展提供工程依据和技术参考,促进智能微电网在河西地区的发展和广泛应用。     

基于可信性理论的微网动态有功优化控制

针对包含多种分布式电源的微网并网运行系统,应用可信性理论分析法,建立了包含分布式电源的微网并网运行系统的动态有功优化模型,以微网运行的费用成本最小化作为目标函数,求解后将其结果与采用场景法处理随机变量的优化方法所得结果进行对比.算例分析验证了所提模型的正确性,以及所述方法和求解算法对处理小规模分布式电源接入微网有功优化问题的有效性和实用性.     

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.     

微电网中分布式电源的能量管理

提出了微网中分布式电源在不同情况下的工作模式。采用风能、太阳能等可再生能源发电的分布式电源的发电能力受环境状况的影响很大,因而其发电能力不是恒定不变的,这一点与传统发电机有很大不同。另外处于微网中的分布式电源又要满足微网在并网和孤岛运行模式下工作的要求,因而微网中分布式电源要能够适应这些变化,保持正常工作。基于改进的下垂控制模式和分布式电源的功率输出情况,分别介绍了微网中电源在并网及孤岛运行期间的工作模式,并通过PSCAD仿真验证了所提出方法的有效性。     

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.