交直流混合微电网运行控制技术

微电网为分布式能源的充分利用和发展提供了很好的平台,相比单一的直流（direct current,DC）微电网、交流（alternating current,AC）微电网,交直流（alterating and direct current,AC/DC）混合微电网兼具两者的优点,其运行控制技术受到广泛的关注。首先阐述了交流微电网、直流微电网、交直流混合微电网的典型结构与主要特征;并重点基于交直流混合微电网分层控制理念,从设备控制层、协调控制层以及能量管理层三方面的研究现状进行综述;最后结合能源互联网和智能电网的发展,探讨了交直流混合微电网的未来发展趋势。     

交直流混合微电网规划设计研究

交直流混合微电网因其能够降低多重变换器带来的损耗、谐波电流,提高系统的可靠性和经济性,已经成为下一代微电网的发展方向。文章结合浙江省电力公司重点科技项目,从电压等级、母线结构、接地方式及网络拓扑等4个方面对交直流混合微电网的规划设计问题进行了研究,为深入开展交直流混合微电网的相关研究和工程化应用提供参考。     

交直流混合微电网保护方案的研究

交直流混合微电网中存在的分布式电源含有大量的电力电子器件,与配电网相连时,将会改变微电网的拓扑结构和潮流方向,传统的差动保护已经很难满足其保护的可靠性与速断性要求。因此,提出一种交直流相互配合的改进型差动保护方案。该方案通过分析交流母线电流变化率的大小,同时与直流侧相互配合确定保护动作区域,进而准确迅速的切除故障区域。仿真结果表明,该方案提高了交流系统保护与直流系统保护的相互配合,对交直流混合微电网的稳定运行具有重要意义。     

微电网中AC/DC双向功率变换器的研究

在交直流混合微电网中最具有价值部分的构造是其中的AC/DC双向功率变换器,可以使系统运行更加安全可靠。针对现有的AC/DC双向功率转换器功率流动不稳定和负荷电压波动大的不足,提出了一种在交直流混合微电网中适用的AC/DC双向功率转换器。通过对三相静止ABC坐标系和旋转坐标系建模,在此基础上利用PI控制器进行电流控制,用电流电压双闭环控制策略来控制变换器的运行,当负荷波动时,能够保证负荷侧电压迅速恢复稳定以及交直流母线间功率的双向流动。最后,通过搭建Matlab/Simulink系统仿真模型验证了所提出的AC/DC双向功率变换器拓扑和控制策略的可行性和有效性。     

基于SMC的交直流混合微电网接口换流器控制策略

 根据交直流混合微电网拓扑和并网运行特点,建立了接口换流器的数学模型,设计了基于滑模控制(sliding-mode con-trol, SMC)的接口换流器控制系统,并通过设计趋近律规定了滑模控制过程中系统在正常运动阶段的状态轨迹,保证滑模控制的品质。为证明控制系统在实际应用中的可行性,在dSPACE 1006 平台上建立了实验模型。仿真和实验结果表明,该控制系统可以提高接口换流器在不确定和非线性条件下的鲁棒性和快速响应性,保证微电网稳定运行。     

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。     

基于微电网的小水电改造设计

针对国内小水电站效益低,设备闲置率高的现状,提出基于微电网平台,进行小水电改造提高效益的设想。分析了小水电站改造的意义,采用交流、直流和交直流混和3种架构的利弊,并针对湖北地区对可再生能源如光伏、风能作为分布式电源的技术可行性与特点,重点介绍适应小水电改造的微电网架构和分布式能源,并提供了一个改造的典型范例。     

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.     

微电网规划仿真系统开发与应用

为解决微电网示范工程的规划设计问题,研究并开发了一套基于Matlab的微电网容量规划与运行仿真系统。区别于传统仿真软件的实现方式,该系统可支持微电网多种应用策略下的环境编程,实现原始数据分析、分布式电源容量配置、储能系统规划、系统运行仿真等功能,并具有较高的应用适应性和仿真结果精度。在西藏尼玛微电网项目中的应用结果表明,该微电网规划仿真系统可以模拟微电网实际运行效果,为微电网在前期规划阶段针对分布式电源容量的经济性规划提供有益的参考。     

交直流混合电力系统的无功优化研究

本文对交直流混合电力系统的无功优化问题进行了研究．建立了交直流混合电力系统的无功优化数学模型,该模型的目标函数为交流网络的有功损耗和直流网络的有功损耗之和,优化控制变量考虑到混合电力系统中交流部分以及直流的影响．针对交直流混合系统的特点,提出了适合求解混合系统无功优化问题的实用算法．     

交直流电场的实用计算与测量研究

未来交直流同塔架设使交直流电场的监测成为评价电力系统对环境影响的重要部分,研究线路周边交直流电场的计算模型、评价标准以及测量系统,对工业生产和人民生活有着重要意义.基于交直流电场强度计算方法及交流电场和直流电场的相互作用表现在表面电位梯度的影响上,提出先对混合电场的直流分量和交流分量分别计算,然后采用叠加模型计算交直流混合电场强度.依据工频交流电场的似稳、低发射特性及直流电场的恒定、微弱零变化特征,分别设计交、直流电场测量元件,并设计交直流电场测量装置,通过试验验证了方法的有效性,为工程实际应用中电场强度测量提供了一套便捷的实现方法.     

基于有限步一致性算法的交直流混联微电网分布式动态经济调度

以可控单元的日运行成本最低为优化目标,构建了交直流混合微电网的动态经济调度模型,提出了一种基于有限步一致性的完全分布式算法,设置各分布式发电单元的成本微增率为一致性变量,各单元通过与邻居单元交互信息实现全局优化调度,并且算法可在有限步内收敛,极大地缩短了收敛时间。最后,通过仿真算例验证了所提模型和算法的有效性。     

微电网构成及控制技术

微电网是充分发挥分布式电源众多优越性的有效途径之一。该文首先给出微电网典型辐射状结构,并对微电网构成元件分布式电源、储能装置、静态开关和电力电子器件进行详细介绍;其次对微电网控制策略进行分类,并阐述了集中控制、分散控制和混合控制各种方法的特点;最后对微电网重要意义进行总结。     

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。     

超长站距光传输在青藏线交直流联网工程中的应用

本文结合青藏交直流联网工程特点，注重分析传输设备及传输介质的关键技术，并通过青藏交直流联网工程通信实例的应用，使超长距传输更好地服务青海电网生产经营管理和电力通信网建设。     

基于PLC的微电网控制系统的设计与实现

本文通过对近几年国内微电网发展状况以及在实际中应用的情况,结合微电网自身的特点与局限性做了一些简要分析,并对微电网的发展趋势保持乐观的态度.本文对微电网做了基本阐述,同时结合本校工程训练中心三菱电机实验室的实验条件,进行了微电网实验设备的搭建,能够模拟微电网中的主要功能,具体分为光伏发电系统、风力发电系统、PLC控制系统和监视系统.该系统为后续结构的优化、提高发电效率以及智能微电网的发展奠定了基础.     

高压交直流同塔输电线路无线电干扰与可听噪声的计算

为了寻求一种适合交直流同塔架设线路的无线电干扰与可听噪声计算方法,从理论上分析了混合线路表面场强的特点,利用线性叠加原理求出混合线路表面场强,并结合晴天和雨天对交流和直流线路电晕程度的不同影响,提出在同一种天气状况下计算交直流线路无线电干扰与可听噪声。用3种计算无线电干扰与可听噪声的方法,分晴天和雨天情况进行计算比较,结果表明3种方法中 BPA 修正公式计算值最大,该方法可视为目前计算交直流同塔线路无线电干扰与可听噪声的有效方法。     

交直流混合输电系统及其潮流分析方法

综述了交直流混合输电系统的优越性。讨论了换流器的基本工作状态,并在此基础上提出了一种不必进行交直流间来回交替计算的潮流解法。推导了将直流部分变为交流等效负荷的计算方法,并应用支路差值解耦法迭代求解,取得了满意的结果。     

动态聚焦

从科技部获悉,经863计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组建议,中国正式启动了“十城千辆”工程,开始节能与新能源汽车大规模商业化示范运行。开展“十城千辆”工程,就是要连续3年在10个以上有条件的大中城市开展千辆级混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车及能源供应基础设施的大规模示范。到2010年示范车辆将达到1万辆,2012年示范车辆总数超过3万辆,其中大中型混合动力车辆5000辆,混合动力出租车20000辆,其他电动汽车5000辆。     

微电网研究综述

微电网是未来智能电网的重要组成部分,微电网的研究与应用是高渗透率新能源接入电网的有效途径。该文紧紧围绕微电网特点进行深入细致的研究,主要工作有:总结了微电网的研究现状及技术发展趋势,主要包括微电网的协调控制、设备的优化配置以及微电网的功率控制方式,对微电网的形式特点进行介绍,并对相关研究存在的问题进行了总结。