微电网并网和孤岛运行的无缝切换控制策略

微电网并网与孤岛运行模式之间的无缝切换控制策略是保证其安全稳定运行的重要因素。将新型主从控制策略及对等控制策略相结合,对微电网的并网模式向孤岛模式的切换过程进行控制。在DigSILENT/PowerFactory平台上构建由光伏电池和蓄电池相结合的微电网仿真模型,验证了所提出控制策略的正确性,保证了微电网有功、无功、电压及频率的稳定性。     

微网逆变器无缝切换控制策略研究

为了保证良好的并网电能质量,目前并网逆变器大多采用锁相环(PLL)与大电网保持同步,而弱电网下PLL会使并网逆变器的稳定性下降.因此本文通过研究PLL的等效阻抗影响稳定性的机理,选择可以实现并网自同步运行的直流母线电压控制逆变器,实现并网逆变器的离/并网无缝切换.并将其应用于弱电网的情形下,实现了弱电网下的虚拟功率预同步无缝切换控制.最后将所提控制策略在Plecs仿真平台验证了其有效性.     

微电网保护与控制系统的设计与实现

为了能够掌握微电网整体运行状态,可靠切除微电网内各种类型故障,监测微电网的运行模式,实现微电网孤岛检测、孤岛运行和并网控制,提出并开发了利用微电网全域信息的保护与控制系统.该系统利用通信网络将工业控制计算机和微电网内的保护装置与并网控制装置相连,实现了微电网内保护的合理配置、保护装置与并网控制装置动作状态的实时监测、保护装置与并网控制装置的统一对时及远跳/远投控制、孤岛检测、并网控制及人机信息交互等基本功能.仿真测试结果表明,该系统总体结构简单,功能实用,能够保证微电网的安全稳定运行.     

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.     

混合微电网中三相变换器的控制策略

混合微电网中一般通过三相变换器连接交流子网和直流子网,其控制策略对整个微电网运行特性有显著影响。混合微电网并网运行时,由大电网保证功率平衡,变换器控制策略用于维持直流母线电压恒定;孤岛运行时,设计的协调控制系统保证微电网内部功率平衡,变换器控制策略用于保持交流母线电压稳定。当微电网内部分布式电源功率以及负荷功率发生变化时,该变换器可以在整流、逆变和停机3种状态间平滑切换。最后,通过算例仿真验证了控制策略的可行性和有效性。     

基于DSP的储能变流器开发

微电网储能系统里的能量转换系统是一个极其重要的组成部分,有充电与电能回网的作用,储能变流器控制系统的性能关系到微电网中储能系统的"稳、准、快"三要素。微网运行时,逆变器并网电压的相位、幅值、频率能否符合并网要求,是否可以实现无缝切换是储能变流器要求状态转换时的必要条件。该文给出了储能变流器的结构,并基于一特定实例,对储能变流器进行了设计,设计了基于DSP TMS320F28335的算法流程图,并且进行了仿真验证。     

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.     

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.     

基于模糊逻辑的微电网孤岛检测算法

提出了基于模糊逻辑的微电网孤岛探测算法,建立了微电网模型,对不同运行状态下微电网络系统的参数进行采集分析,提取出微电网在孤岛和并网2种运行模式下的11个特征参数.通过使用k-均值聚类算法建立了三角形模糊隶属函数中心值和底宽参数,确定了适用于孤岛探测的模糊规则库,从解模糊输出中优化了孤岛探测的模糊可信度值.该算法在不同信噪比情况下进行实验仿真,结果表明,孤岛探测率达到100%,在微电网系统孤岛探测中具有较强的鲁棒性.     

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。     

无功动态补偿的光储微电网并网控制

针对由用户侧无功负荷变化导致的光储微电网并网点电能质量变差的问题,同时为降低系统复杂度,提出一种自然坐标系下无功动态补偿的光储微电网并网控制策略。该策略以蓄电池的荷电状态切换变流器的控制方法来维持直流母线电压的稳定。针对不同的工况条件设计了两种具有无功动态补偿功能的并网逆变器功率控制策略,实现并网点电压的稳定,同时,在自然坐标系下实现了并网逆变器有功、无功功率的独立控制,省去了坐标变换和电网相位检测。实验结果表明,所提出的控制策略可以实现光储微电网系统功率的平稳有效流动,达到无功补偿的目的,且具有较好的动态响应。     

直流微电网能量管理控制系统的研究

以光伏发电、储能装置、网侧变换器、直流负荷构成的小型直流微电网为研究对象,考虑孤岛和并网运行,设计系统4种工作模式,研究该小型微电网的能量管理控制系统.提出分层的控制策略,上层控制和下层控制,上层控制主要完成4种工作模式之间的切换,下层控制为各部分具体的控制策略,其包括了DC-AC整流/逆变控制算法、光伏MPPT升压DC-DC控制算法、蓄电池充放电控制算法.系统以STM32+FPGA控制板作为控制核心,实现了单位功率因数PWM整流、并网逆变发电、输入侧的MPPT最大功率跟踪、离网运行模式下的母线稳压功能以及系统数据在显示终端上的处理和实时刷新显示等功能.通过PSIM仿真和实验验证了上述控制策略的正确性.     

实现无功补偿和谐波抑制的风力发电并网逆变器研究

本文提出了一种应用于分布式发电和微电网的新型风力发电并网逆变器,不仅可以作为功率接口向电网系统传送有功功率,还可同时对电网负载产生的谐波电流和无功功率进行实时动态补偿,从而有效改善电能质量。在分析风力发电并网系统工作原理的基础上,重点介绍了瞬时无功电流和谐波电流的检测方法,并基于MATLAB/SIMULINK建立了系统仿真模型,仿真结果证明了该设计可有效实现无功补偿和谐波抑制,增强电网稳定性。     

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。     

复杂环境中直流微电网母线电压的控制策略

有效的母线电压稳定控制策略是直流微电网在复杂的环境中稳定且安全运行极其重要的保障.以小型直流微电网为研究对象,基于开关表以直流母线电压为控制信号,建立了各接口网侧变换器分段调节母线电压的直流微电网母线电压控制策略,并作了仿真研究.结果表明:基于开关表的直流微电网母线电压控制策略可以实现直流微电网母线电压的稳定工作,保证该系统可以在孤岛、并网等运行环境下稳定工作,研究结果对于保证直流微电网在复杂的环境中稳定且安全运行具有实践价值.     

直流微电网协调控制策略研究

直流微电网以其可靠性高、便于控制、损耗低等优点成为未来家庭的主要供电结构.本研究针对目前已有直流微电网控制策略的不足,研究了基于直流母线信号(DC Bus Signaling,DBS)的控制策略,该控制策略可以最大程度地提高新能源的利用率,采用直流母线信号实现直流微电网的最优控制;通过研究直流微电网的下垂控制实现了同一个电压等级下多个微源的功率分配及电压控制;通过研究各微源变换器的输出特性,实现了储能单元及并网变换器的下垂控制与恒功率平滑切换的控制方法;最后在MATLAB/Simulink中搭建了基于平均模型的直流微电网的仿真模型,对孤岛运行时的控制策略进行了验证,仿真结果表明所设计的控制算法能够实现直流微电网的协调控制.     

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...     

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,...     

孤岛运行下微电网并联逆变器下垂控制策略研究

随着全球能源互联网的发展,微电网也得到了迅速的发展.微电网系统的稳定性和可靠性将直接受到逆变器运行特性的影响.结合微电网的电压、频率、有功功率和无功功率,分析了逆变器下垂控制的运行特性,实现了孤岛模式下微电网并联逆变器的下垂控制策略的优化.通过数学建模并搭建MATLAB/Simulink仿真模型,详细分析了孤岛模式下微电网负载变化时电压和频率的动态特性.仿真结果验证了微电网并联逆变器下垂控制策略优化的正确性和有效性.     

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.