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.     

Hierarchical control method of low voltage looped microgrid

The low voltage (LV) looped microgrid has high reliability of power supply and good accessibility of the DG. The medium voltage distribution network with single loop network and multi sectioned & multi linked is studied to analyze the wiring mode of the LV looped microgrid. A research on the two hierarchical control scheme of the looped microgrid is conducted, and the sub microgrid, which meets island operation requirements, is divided according to their segments. Then the incidence matrix is formed based on the connection relation of different segments and components, and the plan for switching the microgrid operation status is concluded from the reform of incidence matrix on the basis of the judgment of island and reconnection segments. A resynchronization strategy using microgrid central controller is proposed. The MATLAB/SIMULINK simulation software is used to analyze the dynamic characteristics of different operation status switching and synchronizing, and the results verify the effectiveness and correctness of the proposed control method.     

风光沼储微电网系统容量优化配置

多清洁能源互补的微电网供电模式是解决偏远地区供电问题的一种有效途径,将两种或两种以上的可再生能源结合起来可以提高供电的可靠性、稳定性,因此文章首先分析了风光沼储分布式发电系统特性,并以此为基础构建微电网能源系统数学模型和目标函数,在约束条件下,利用改进型粒子群算法优化目标函数以获得最优配置。最后,以某农业园区微电网建模,对所提方法的有效性进行仿真分析,结果表明采用改进型粒子群算法搜索能力更强,该优化配置具有较好的工程价值和实用性。     

基于VMD-MPC法的并网型微电网多时间尺度能量协调优化调度

对于含有不同类型储能和分布式电源(Distributed Generation, DG)的并网型微电网,如何优化调度这些设备以提高设备的使用寿命同时平抑DG出力和负荷的波动性与不确定性对配电网的影响具有重要的研究意义。该研究提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition, VMD)和模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)相结合的、多时间尺度滚动优化兼具反馈矫正的微电网优化调控模型,该模型在调度过程中考虑了不同类型储能和可控微电源在不同时间尺度上的运行特性,设计了1 h和15 min相结合的调度控制策略,有效解决了含多种微电源及储能设备的微电网的经济优化调度问题;最后,通过算例对比验证了此模型能比较显著地降低铅酸蓄电池充放电频率和系统的运行成本、改善了调度经济性,证明了该方法的有效性和优越性。     

独立微电网有功功率自主与协调控制

为了实现微电网内各单元的协调控制,针对独立微电网设计了有功功率自主与协调控制方法。该方法基于分层控制结构,1次调整由风力分布式发电单元、光伏分布式发电单元、储能单元完成,根据电压-有功功率控制曲线自主控制。2次调整由微电网控制器完成,对风力分布式发电单元、光伏分布式发电单元、储能单元及负荷单元协调控制,实时监测储能单元的电压、有功功率,如果在2次调整允许的波动范围内,微电网控制器不下发控制指令;否则,电压越限时将储能该时刻的瞬时功率作为功率基准值实现工作曲线的平移,功率越限时,微电网控制器通过改变间歇性分布式发电单元的发电功率及投入或切除负荷完成2次调整。并建立了微电网状态转换协调控制模型,更加适用于计算机处理和工程化的实现。通过Matlab算例验证了所提出控制方法的有效性。     

交直流混合微网接口变换器广义直流电动势控制策略

随着“双高”特征日趋明显,农村交直流混合微电网的源荷呈现多电力电子化,双向接口变换器（bidirectional interface converter, BIC）的低惯性和阻尼问题较为突出。针对此问题,该研究提出一种基于广义直流电动势（generalized direct current electromotive force,G-DCEMF）的BIC控制策略。采用虚拟电阻对直流和交流子网间有功功率的缺额或盈余状态进行判定,根据判定结果通过BIC对功率进行分配控制,在多BIC并联运行时也更易实现功率分配。通过虚拟电感来提高惯性,以减少交流母线频率或交直流子网电压波动的影响,有效地提高了交直流混合微电网的抗干扰特性和动态性能。分析虚拟电阻和虚拟电感的取值,讨论电阻和电感参数影响控制效果的规律。最后通过PSCAD/EMTDC仿真研究验证了所提出的G-DCEMF控制策略的有效性,混合微电网初始状态：直流母线电压为0.75 kV,交流母线频率为50 Hz,系统在额定状态下运行。在运行时间t=1.5 s时,投入0.1 MW的交流负载。分别取虚拟电感为0、0.02、0.05 H,但随着虚拟电感增...     

面向低碳村镇的可再生能源热电联供系统仿真与优化

为促进中国农村可再生能源转型与绿色低碳发展,实现低碳村镇的新时期建设目标,以湖北省新星村为研究案例,基于农村用能需求及可再生能源资源禀赋分析,提出了一种风、光、生物质互补的可再生能源热电联供系统。以最低成本与最低平均电价为系统目标函数,以热电覆盖率及生物质利用率为系统评价指标,构建了基于HOMER Pro仿真系统的农村可再生能源热电联供模型,通过仿真分析与容量优化获得了新星村可再生能源系统的构建方案,即由功率674kW的光伏、功率200kW的风力发电机和功率500kW的CHP热电联供机组及外部热源构成最佳系统框架,此时最低系统成本与电价分别为2.30×107元/a和0.986元/(kW·h)。进一步敏感性分析结果表明,电力负荷提高会导致系统成本及电价上升,名义折现率提高会降低成本但导致电价上涨,生物质日输入量对经济指标无影响。减排评估结果表明,相较于传统供能方式,系统年减排量达410.77t,相当于新星村传统供能方式下年排放量的28.19%,减排效益明显。该可再生能源供能系统整体经济性与实用性良好,可为农村地区能源转型与低碳村镇的建设提供参考。     

多逆变器并网运行耦合谐振分析及抑制策略

多逆变器并网运行的谐振问题与单台逆变器相比较为复杂。本文建立的多逆变器并网运行的诺顿等效数学模型,按谐振产生机理的差异将谐振划分为：自身谐振、并联谐振、串联谐振,并分析了各类谐振的特点;电流控制环节引入谐波电流补偿的有源阻尼环节,以衰减耦合谐振峰值。通过与未采用谐波电流补偿的控制策略的对比研究,验证该方案抑制谐振的有效性。     

“渔光互补”下的微电网多目标能量优化调度策略

针对“渔光互补”下的微电网系统,为平衡能源“不可能三角”,提出一种多目标优化的能量优化调度方法。首先,基于“渔光互补”背景建立光-蓄-荷微电网系统模型,提出包含经济性、环保性及综合性的多维动态目标函数。其次,考虑麻雀搜索算法存在多样性不足和易陷入局部最优的缺陷,提出基于模拟退火算法及混合策略改进的麻雀搜索算法（SA-ISSA）的微电网能量优化调度策略。最后,针对上海崇明璞叶小镇“渔光互补”工厂化养殖基地进行实例验证,采用SA-ISSA算法对微电网模型求解,获得最优能量调度方案。实验结果表明,SA-ISSA算法在解决微电网能量优化调度问题上具有更好的性能和应用价值,可为“渔光互补”下微电网能量优化调度策略提供参考。     

微电网中出现的控制问题综述:挑战与解决方案

控制系统是保证微电网在并网或单机模式下可靠、安全、经济运行的重要组成部分.微电网技术的发展带来了新的控制理念和挑战.综述了微电网中出现的控制问题,并介绍课题组在下列几个方面的主要贡献,包括在离网模式下多个逆变器并联运行微电网的功率管理问题,多逆变器微电网在不同的功率分布曲线、不同负荷曲线下的效率提高问题、由逆变器死区非线性、滤波电感软饱和非线性、逆变器老化等带来的非线性问题以及微电网长期运行可靠性提高的问题;讨论了微电网中这些新出现的控制问题的技术细节,并给出了课题组的相关研究成果;最后,确定并提出了未来可能的控制问题和解决方案.