基于预测控制的冷、热、电联产型微电网能量管理

由于可再生能源出力特性和微电网运行约束等限制,如何进一步提高微电网中可再生能源消纳量已成为研究热点。本文在冷、热、电联产型微电网中引入用于提高可再生能源消纳量并承担部分热、冷负荷的电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置,提出了基于预测控制的微电网能量管理方法。综合考虑网内各单元的工作特性,建立满足实际运行约束的冷、热、电联产型微电网能量管理模型。在孤网运行模式下,兼顾储能装置容量期望以及各单元运行特性,构建微电网能量管理优化目标。利用预测控制滚动优化策略以及可再生能源输出和冷、热、电负荷需求的预测结果,建立带有逻辑变量的有限时域优化问题,实现基于预测控制的微电网最优能量管理。仿真结果表明:引入电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置可以达到提高微电网中可再生能源的消纳量、减少燃料消耗、降低运行成本的目的,预测控制中的滚动优化策略能够有效消除可再生能源输出的不确定性和冷、热、电负荷需求波动性带来的影响。     

偏远农村地区电网配置优化研究

农村偏远地区是我国经济社会发展较为薄弱的地区,其电网基础设施普遍相对落后,传统能源难以满足当地经济社会发展的需求。开发利用可再生能源,是我国坚持可持续发展必然趋势。微电网可以促进可再生能源分布式发电的并网,提高供电可靠性和电能质量。为解决农村偏远地区供电难等问题,科学合理构建农村微电网,促进微电网技术的发展,该文开展了农村偏远地区微电网供电模式优化设计研究。     

基于改进自抗扰控制的微电网混合储能控制策略

储能系统在微电网保证电力系统运行稳定运行中起到了关键的作用.因可再生能源发电具有许多不确定因素,从而引发的随机性以及波动性对微电网并网运行产生恶劣的影响.针对以上问题,为提高微电网并网的电能质量,减小直流(direct current,DC)母线电压的波动和冲击,提出一种由超级电容与蓄电池组成的改进自抗扰控制(acti...     

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。     

直流微电网运行控制分析

直流微电网是一种新兴的微电网形式,与交流微电网相比,其结构简单、电能转化率高、电能质量高,可以提高分布式电源的效率,对于节能减排以及实现能源有效利用有重大意义。直流微电网在未来智能配用电系统中将发挥巨大作用,设备级控制和系统级控制是直流微电网运行控制的两种主要方式,本文主要从这个两个方面对直流微电网的运行控制进行了分析。     

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。     

直流微电网DC-DC变换器关键技术的研究综述

直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义.其中DC-DC变换器是解决直流微网、分布式电源、储能装置等接入主电网的重要技术基础.分析了储能型非隔离双向DC-DC变换器的拓扑结构和数学模型,总结了5种DC-DC变换器的技术特点以及在直流微网中的应用,最后对直流微网的发展趋势和技术难题进行了讨论.     

微电网超级电容器混合储能系统控制策略

光伏微电网有离网与并网2种工作模式.在离网模式下由于负荷及可再生能源的功率变化使得直流母线电压产生波动,在并网模式下会因输入功率变动以及非线性负载产生的低次谐波等使并网电流脉动较大,影响电能质量.本文利用超级电容器和蓄电池组2种储能组件构成微电网混合储能方案,使微电网在离网运行时利用超级电容器的快速响应来补偿瞬态功率,...     

低压直流微电网母线电压控制策略

直流母线电压恒定是直流微电网运行控制的目标之一,考虑直流微电网并网和离网两种运行模式,提出基于交流电网和储能电池的直流母线电压控制策略.合理设计AC-DC变换器和DC-DC变换器的电压外环和电流内环控制参数,提高控制系统的动态性能,维持直流母线电压恒定,实现系统功率平衡流动.搭建直流微电网的Simulink模型,验证母线电压控制策略的有效性.结果表明当直流微电网系统内的负载波动时,母线电压控制策略可快速保障直流母线电压恒定,验证了提出的母线电压控制策略的有效性.     

基于混合储能的电网友好型分布式电源的控制策略研究

本文提出了一种由间歇式可再生能源发电系统、能量型和功率型混合储能系统组成的分布式电源的控制策略.该控制策略包括直流母线电压控制和交流换流器的电网自适应控制两部分.首先,本文提出了直流侧可再生能源发电及混合储能系统之间的协调控制策略,并利用直流母线电压分区控制和DC/DC变换器多运行模式归一化模型有效地实现了直流母线电压稳定及各种运行模式的平滑切换,优化了锂电池的充放电过程,提高了储能系统的技术和经济性能;其次,提出了基于电压源下垂控制的交流侧换流器的电网自适应控制策略,引入了虚拟阻抗和自同步控制,提高了分布式电源的电网适应性,最后,通过PSCAD/EMTDC的建模仿真,验证了本文控制策略的有效性.     

基于粒子群算法的微电网动态经济调度

微电网的动态经济调度不仅要考虑一个调度周期内经济费用最低,还需考虑多时段设备运行之间的协调配合,使其更加符合系统的实际运行要求.建立了含有风力发电机、光伏阵列、柴油机及燃料电池等多种分布式电源且能够实现热电联产的微电网系统,研究了当微电网系统处于并网运行状态时,以微电网的运行费用和污染物处理费用的综合效益最大(总费用最低)作为目标函数,并计及可再生能源波动、负荷预测误差以及机组故障停运等不确定性因素影响的动态经济调度模型,模型采用改进的粒子群算法进行求解.通过算例讨论了微电网并网运行情况下不同的控制策略、优化目标及可靠性指标对动态经济调度的影响,为结合可再生能源的微电网动态经济调度以及提升微电网并网运行的可靠性研究提供了一种参考.     

基于多Agent的智能微电网EMS设计与实现

随着智能时代的逐步到来,智能微电网技术已经成为电力系统发展的前沿技术.智能微电网作为未来电网发展的主流方向,能量管理系统是整个系统的核心.本文提出了一套较为完善的智能微电网EMS体系结构和功能模块,并对各模块涵盖的内容进行了简单介绍.设计开发的基于多Agent的智能微电网EMS可充分地利用各地丰富的清洁可再生能源,实施多Agent对能量变化的实时监控和预警,通过Agent Client/Server间的协作调度与控制维持电平的平稳,实现能源的充分、可靠地利用.     

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。     

直流微电网的故障分析与保护配置研究

直流微电网是一种运行效率高、综合造价低和占用空间少的微电网组网方式,但目前限制直流微电网推广应用的原因是缺乏有效保护解决方案.在分析直流微电网结构组成与接地方式的基础上,给出了一种直流微电网简化模型,进而研究系统直流侧故障情况下电压电流的响应特性;结合模型仿真对不同位置故障的响应作了讨论对比,据此提出了直流微电网的保护配置相关原则;具体分析了母线、支路和变流器3个关键组成的保护措施,可为实现直流微电网可靠保护、促进系统安稳运行提供参考.     

配电网与微电网群日前电能交易纳什议价方法

随着售电侧电力市场改革的不断深入,研究配电网与微电网群之间的电能交易问题对推动区域电网经济效益具有重要意义。针对此问题,本文研究提出了一种基于纳什议价的配电网与微电网群日前电能交易方法。该方法在充分考虑可再生能源发电和电力负荷波动对微电网电能交易调度影响的基础上,以配电运营商与微电网运营商在电网电价下的最优交易成本作为纳什议价的谈判破裂点,构建了配电运营商与多个微电网运营商分别独立议价的合作博弈模型。其合作博弈均衡的求解问题可转化为社会效益最大化和支付效益最大化两个连续子问题,并采用交替方向乘子法进行分步求解。最后,通过算例分析验证了所提方法对提升区域电网中电能交易主体经济效益的有效性。     

风电接入对电力系统的影响及控制措施

现如今最成熟、经济效益最好的一种可再生能源发电技术是风力发电。由于能源的快速发展趋势及国家在政策上高度重视可再生能源发电,我国风力发电建设进入了高速发展阶段。我国风力资源比较丰富,但是也存在着难开发问题。比如适宜大规模开发风电的部分地区一般都在电网末端,因为此处电网网架结构比较简单薄弱,所以风电接入电网后,可能导致电网电能的质量降低、电网稳定性变差和继电保护遭到破坏等问题。因此本文对风力发电对电力系统损害和控制损害措施展开了以下探讨。     

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。     

含混合储能的风光储系统容量优化配置

由于可再生能源的不断发展,电网对各种能源存储技术的需求日益增长,通过提出一种利用废弃矿区建立含重力储能的混合储能系统解决新能源消纳的问题。以年均系统成本最小化为目标建立微电网容量优化配置模型,通过分析含风力发电机、光伏组件、蓄电池和重力储能装置的微电网各发电单元特性,并采用改进粒子群优化算法对该模型进行优化求解。算例结果表明,该模型提高了系统的经济性,系统负荷缺电率等可靠性指标也得到了明显提升。     

交流微电网接口变换器控制策略研究

微电网与传统大电网可实现有机互补,充分利用可再生能源发电.接口变换器作为分布式电源(DG)接入微电网的关键设备,其控制特性直接决定了DG的发电效率.目前,微型燃气轮机发电系统(MTGS)需要通过交-直交两级变换向微电网交流母线供电.利用矩阵变换器(MC)作为交流母线与MTGS的接口变换器,设计了双空间矢量控制策略,对电流进行闭环控制,同时,利用MC能量的双向流动控制,将交流母线电能作为MTGS启动电源,省去了变频启动电源,发电工况下,实现了交-交直接变换,从而提高MTGS的发电效率,通过系统仿真,验证了所提控制策略的有效性.     

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。