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．     

电流精确分配的直流微网储能单元SOC均衡控制策略

直流微网运行时,本地不平衡负载及不匹配线路电阻使传统下垂控制不能实现电流的精确分配及储能单元荷电状态(state of charge,简称SOC)均衡.针对上述问题,提出电流精确分配的直流微网储能单元SOC均衡控制策略.引入等效参考输出电流,通过PI(proportional integral)控制器产生电压补偿量,降低本地不平衡负载及不匹配线路电阻对分流精度的影响.通过动态调整下垂系数改变输出电流,使各储能单元SOC偏差逐渐减小,以实现储能单元的SOC均衡.仿真结果表明所提控制策略具有有效性.     

针对光储并网的中低压配电网分层优化控制策略

为解决大规模分布式能源并网导致配电网运行产生波动,以及传统配电网中低压层的控制策略相互独立,仅依靠配电网功率信息实现单层控制,其电压控制效果已经逐渐不能满足负荷侧需求的问题,通过分别建立配电网中压层集中式控制模型,低压层分布式控制模型,提出中压层集中式-低压层分布式的分层协调控制的方法研究了如何提升含大比例光伏及储能系统接入的配电网的稳定性,优化控制策略。结果表明：通过二阶锥优化算法与CPLEX求解器运算,得出调控指令并传递至相应节点,通过能量流、信息流、控制流的多流联合作用实现优化控制,实现减少线路损耗,提升配电网稳定性的优化目标。可见中压层集中式-低压层分布式的分层协调控制策略的有效性。     

风光储智能微网测控终端的设计

设计风光储智能微网测控终端系统,实现对电网侧、微网侧、直流侧的各种参数的采集和显示,控制微网进行离网和并网运行,风能和太阳能可以直接在微网中消耗,也可以将能源回馈公共电网,提高风能和太阳能的消纳能力,实现洁净能源的高效利用,实现经济效益的同时,对环境、资源方面的影响意义深远。     

光储微电网混合储能系统的控制策略及开关优化

传统光储微电网混合储能系统控制策略将蓄电池视为容量无限大的理想元件,而实际上蓄电池容量有限,当蓄电池剩余电量达到阈值无法正常工作时传统控制策略将不适用。在二阶低通滤波法的基础上提出一种光储微电网混合储能系统的新型控制策略,同时考虑超级电容与蓄电池的剩余电量,根据储能元件的荷电状态调整储能元件输出电流参考值,维持储能元件剩余电量,但在极端天气情况下,仍需与储能元件保护开关相配合。由于采用传统储能元件保护开关的储能系统需独立的充放电电路,存在成本较高、充放电不连续等问题,因此,对储能元件的保护开关进行了改进,利用开关与二极管并联使其具有4种工作状态,在储能元件剩余电量达到阈值时,可自动恢复电量,降低了成本,提高了并网输出电能质量。最后结合新型控制策略与改进的保护开关,提出整体的混合储能系统控制方案,并用 Matlab／Simulink 对其进行仿真验证,结果证明了所提方法的正确性与可行性。     

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。     

光储一体机并网点电压控制策略研究

针对分布式光伏大规模接入配电网后,其发电间歇性、随机性等特点给配电网电能质量、负荷用电带来的安全问题,提出了一种光储一体机并网点电压控制策略,该策略主要通过控制光伏组件按需要向储能蓄电池进行充电,并通过DC/AC变换器输出满足标准要求的交流电能与电网进行能量交换.旨在有效平滑光伏发电波动和降低光伏发电对配电网冲击的同时,提高负荷用电可靠性.     

基于优劣解距离算法的光储配电网自适应虚拟惯性控制策略

针对多光储单元共同运行时因指标不同存在的惯性功率分配问题,以自适应虚拟惯性控制作为提升电能质量水平的手段,提出一种多光储单元协同控制策略.根据蓄电池的充放电特性,对系统提供惯性大小进行调整.当系统内出现高频扰动时,首先选择超级电容来提供惯性支撑,容量不足时,蓄电池将配合起到惯性支撑作用.当系统内部出现低频扰动时,由蓄电池提供惯性功率支撑,引入优劣解距离算法,在进行协同控制时,选取换流器允许功率波动范围、储能装置允许功率波动范围等指标作为评价参考,实现多指标综合评价下多虚拟同步发电机(VSG)单元之间的协同配合.最后通过实验平台搭建含多VSG单元的交流系统,验证所提控制策略的有效性.     

光储式电动汽车充电站直流微网运行控制策略研究

针对光储式电动汽车充电站直流微网运行中面临的光伏发电、电动汽车充电的随机性波动问题,提出了一种基于光伏电池最大功率跟踪、储能电池充放电及系统并网控制的运行策略,有效提高了系统运行的稳定性与鲁棒性.该控制策略采用扰动观察法对光伏最大功率点跟踪控制,以有效提高光伏发电的利用率.同时采用双向DC/DC变换器对电池充放电状态进行控制,并基于双向AC/DC变换器对直流微电网与大电网能量的双向流动进行控制.为验证该控制策略的有效性,建立微网模型进行仿真实验.结果 表明,该控制策略能够明显提高微网直流母线电压的稳定和光伏发电的利用率.     

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.     

促进光储协调并网的模型预测控制策略

为了通过协调储能的方式促进新能源高效消纳及利用与平滑光伏并网冲击,提出了促进光储协调并网的模型预测控制(MPC)策略。将MPC理论融入光储并网逆变器控制策略中,利用储能充/放电双向功率控制与光伏协调互动。根据母线电压和实时功率变化建立逆变器与直流侧的协调策略,缓解储能系统稳定母线电压的压力,同时减少系统功率不平衡对电压的影响。在MATLABSimulink中建立电磁仿真模型,分别对采用MPC和比例积分微分(PID)控制后的电压波形进行对比。结果显示：光伏出力波动时,采用MPC后,电压控制的波动水平明显降低,电压控制超调量显著减小,且电压控制到达稳态的时间也有所减小;发生负荷突变时,相较于PID控制的效果,采用MPC后电压波动明显降低。     

基于改进灰狼算法的微网多主体主从博弈策略

为平衡包含电、热两种能源形式的微网系统内各参与者间的利益关系,本文通过改进灰狼算法提出了一种微网能量管理模型。首先,在充分分析微网结构及其各主体功能的基础上,为综合考虑源-网-荷的决策能力,将主从博弈方法应用于产能商、微网运营商、负荷聚合商之间的互动,建立一主多从的微网能量管理数学模型;其次,针对博弈上层模型高维、非线性的特点,文章在传统灰狼算法基础上,利用Tent映射对种群进行初始化、采用非线性收敛因子平衡种群搜索能力、利用莱维飞行策略降低陷入局部最优的风险。在模型求解时,博弈上层采用改进灰狼算法,下层采用二次规划方法,二者结合以探讨使各主体利益最大的策略;最后,通过算例进行验证,结果表明：文中算法更加高效,所提模型在提高参与者收益,平滑用户负荷分布方面更加优越。     

基于有限时间观测器的光储系统母线电压互补滑模控制

针对光储直流微网混合储能系统易受能源间歇性输入、负载随机性扰动以及功率流向切换等干扰,会造成母线电压波动、系统功率失稳等问题,提出一种基于有限时间观测器的互补滑模控制（FTESO+CSMC）策略.首先,根据混合储能元件的高低频特性,对系统差额功率进行电流等效分配.然后,设计有限时间扩张状态观测器,对系统受到的总扰动进行观测,并将扰动观测值作为前馈项输入互补滑模控制器中,对系统扰动进行补偿,保证系统状态在有限时间内达到收敛,提高了系统的快速性和抗扰性,并根据Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性.最后,基于MATLAB仿真平台,对多种模拟工况进行仿真,仿真结果表明,相较于传统控制策略,本文所提控制具有更快的响应速度以及更好的抗扰性能.     

微网中两种典型微型燃气轮机运行特性比较

为给微网中基于微型燃气轮机的冷热电联产设备选型提供参考,从多方面分析了两种不同结构的微型燃气轮机特点,并根据微型燃气轮机不同运行模式切换、不同负荷类型以及不同拓扑结构下的动态特性进行了研究．结果表明：微网运行模式切换过程中,单轴MT允许负荷变化的范围要比分轴MT大;单轴结构MT适用于负荷类型较多情况,而分轴结构的MT则受负荷类型影响相对大些;串联微网结构下MT对应的负荷允许变化范围比并联结构的小．     

分布式能源微网电压质量的控制策略研究

在电力系统的运行过程中,微网电压是一个重要的可控制因素。其稳定性直接影响到电网的正常运行。因此,本文主要对微网电压质量的控制策略进行研究和分析,希望能够给相关的研究人员提供相应的数据和资料的借鉴。     

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。     

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。     

基于微电机械系统的反射式可变光衰减器的研究与设计

利用双光纤准直器研制出一种基于微电机械系统(M icro E lectron ic M echan ica l System,M EM S)技术的连续可调光衰减器,利用双光纤准直器光纤头(P igta il)的楔角面对C-L ens准直透镜产生的色散进行了补偿,使得该衰减器工作在C-B and及衰减范围内具有极低的波长相关损耗(W ave lengthD ependen t Loss,W DL)值.分析了影响该衰减器的其它光学性能的各个因素.对所试制样品进行测试结果表明:该衰减器具有良好的光学性能,插损(Insertion Loss,IL),回损(R eturn Loss,RL)等指标达到理想的结果,特别是W DL指标性能优于同类产品.