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作者:马俊超 孔飞 贺凡波 赵争鸣 单位:清华大学 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京100084
摘要:旨在研究一种含光伏电源的微电网系统能量管理策略以实现系统各部分的良好工况和各状态的平滑切换。所述的微电网系统包含四部分:光伏阵列、蓄电池储能系统、本地交流负载和市电网。各部分均通过电力电子变换器与直流母线连接。针对此结构,提出了一种适用于当前国内电网环境和光伏应用的控制目标,进而提出了一种基于直流母线电压的能量管理控制算法。此算法根据直流母线电压设定各变换器的输出指令或限值。从而实现系统工作状态的切换。该方法省去了各部分之间的通信系统,使整个系统具有高可靠、易扩展的优点。仿真结果验证了所提出方法的有效性。
作者:施刚 彭思敏 曹云峰 蔡旭 单位:风力发电研究中心 上海交通大学 电子信息与电气工程学院 上海200240 海洋工程国家重点实验室 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 上海200240
摘要:由于风能的波动和负荷的扰动,在孤立系统中需要电池储能系统(BESS)来保证其电能的稳定性。钠硫(NaS)电池因其自身的特点十分适宜这类应用,并经由功率调节系统(PCS)接入风,蓄电池混合发电系统。PCS通过有功、无功功率的双向交互来平滑系统功率。分析了NaS电池的特性,提出了PCS的运行原理,建立了风一蓄混合发电系统基于PSCAD/EMTDC的仿真模型,并设计了实验样机。仿真和实验结果表明,在风速变化和大电机启停的情况下,该系统能保证整个孤立系统电压和频率的稳定性。
作者:斌 刘芳 徐海珍 张兴 单位:合肥工业大学 安徽合肥230009
摘要:针对微电网中配备有储能环节的分布式逆变器,采用了一种新的控制策略,使其具有传统下垂特性的同时,还具有同步发电机转子惯性的特性,提高了频率的稳定性。该策略使得分布式逆变器在孤岛运行模式及并网运行模式下均工作于电压源模式,有利于无缝切换的实现,且并网运行模式下,分布式逆变器能按功率指令与电网进行能量交互。实验结果验证了该方案的可行性。
作者:徐鹏 吴雷 杜蘅 单位:江南大学 电气自动化研究所 江苏无锡214122
摘要:当逆变电源并联运行时,各电源的输出阻抗很多情况下是同时存在阻性和感性。若仅采用传统方法来控制逆变电源系统并联运行,则系统的控制性能和精度必然会受到影响。针对传统控制策略的不足,提出了一种基于改进下垂法的并联运行控制策略,选取光伏电源作为逆变电源。搭建了并联型逆变电源装置样机,通过试验证明了该控制策略能有效控制逆变电源并联运行,是一种较为理想的并联方式。
作者:孙梅 刘毅 祝盼望 单位:中国矿业大学 信息与电气工程学院 江苏徐州221008
摘要:针对常规双馈风力发电机(DFIG)空载并网控制系统采用传统比例-积分(PI)控制器,系统响应慢,鲁棒性差的不足,将单神经元PID控制器与矢量控制相结合,提出基于定子磁链定向的空载并网控制策略。单神经元PID控制器可通过改变自身权重进行自学习、自组织,具备良好的鲁棒性和自适应性。在1.5MW DFIG实验平台进行了实验,结果表明所述空载并网控制系统可实现柔性并网,具有良好的动态和稳态性能。
作者:孙章 王军 李全 王汇灵 单位:西华大学 电气信息学院 四川成都610039
摘要:针对微电网与大电网能量交互的问题,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的微电网并网控制器。该并网控制器以ADS7864芯片为核心实现数据的同步采样;同时,根据锁相原理,研究了一种改进的基于同步空间坐标变换的锁相控制算法,给出了锁相环模块中滤波器和PI调节器参数的设计方法。通过Matlab/Simulink仿真分析验证了锁相环的有效性,最后研制出基于FPGA实现的并网控制器并应用于微电网实验平台。实验表明该控制器能实现快速准确的数据采集和锁相控制,从而实现微电网的平滑并网。
作者:张纯江 阚志忠 孟晓脉 郭忠南 单位:燕山大学 电气工程学院 河北秦皇岛066004
摘要:微电网自治运行时各分布式电源(DG)地位相等,若系统负载功率发生变化,各DG将同时参与微电网系统的频率和电压调节。各逆变器采用虚拟功率下垂控制并加入虚拟阻抗,建立了自治微电网系统的小信号模型状态方程。考虑到自治微电网系统为复杂的非线性系统,利用李雅普诺夫第一方法对其进行分析,用其来判断接口逆变器控制参数和线路参数对系统稳定运行的影响。最后使用Matlab对所选控制器参数和线路参数进行仿真验证,并在以TMS320F2812型DSP为控制板的实验平台上进行了实验验证,结果表明,在输出线路阻抗不等情况下可实现较好的功率均分并且系统运行稳定。
作者:党克 佟宗超 高红华 金珈成 单位:东北电力大学 吉林吉林132012 吉林电力超高压公司 吉林长春130022
摘要:光伏(PV)发电作为微电网(MG)的主要分布式电源,其功率输出在很大程度上受制于光照强度等外界环境因素,尤其是在多云的天气情况下,PV发电的功率输出波动将影响MG电压稳定性。在此通过分析PV的功率-电压特性及其对MG电压稳定性的影响,提出了能够有效抑制PV功率波动,提高MG电压质量的控制策略,在Matlab/Simulink环境下进行了仿真分析,并且证明了所提出的控制策略的有效性。
作者:郭小强 王德玉 王雷 顾和荣 单位:燕山大学 电力电子节能与传动控制河北省重点实验室 河北秦皇岛066004
摘要:电力电子变换器是微电网系统的重要组成部分。为实现微电网变换器稳定高效运行,提出可编程虚拟无源网络(PVPN)概念,通过控制方式实现虚拟电阻,电感/电容构成的阻抗网络,根据变换器运行需要实现虚拟阻抗网络结构在线实时编程.提高了微电网变换器的系统性能。理论分析和仿真结果验证了该概念的可行性。
作者:董亮 张尧 温传新 赵晓冬 单位:国网智能电网研究院 江苏南京210003 浙江大学 电气工程学院 浙江杭州310027
摘要:多逆变器构成的微电网在孤岛运行时,逆变器并联系统中会存在环流问题。对现有环流问题进行扩展分析,提出开关环流的概念,并基于开关器件级的电路模型,研究电路参数与开关环流之间的关系,提出能够较好抑制开关环流的电路参数的设计原则。通过仿真和实验明确了所提出的开关环流概念的理论和实际意义,并验证了对其分析以及抑制的电路参数设计方法的有效性和可行性。
作者:江小龙 段善旭 刘宝其 陈昌松 单位:强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北武汉430074
摘要:储能系统可工作于并网和独立两种模式。工作于并网模式时,需具备孤岛检测功能,既可保证系统的安全运行,又可提供系统切换为独立模式的条件。采用基于Q-f曲线的无功功率扰动孤岛检测法。首先,在单机运行条件下给出了该检测法的参数设计方法;其次,在并联运行条件下分析了该检测法的特性;最后,在两台并联运行的储能系统下进行实验。实验结果表明,该孤岛检测法可快速有效地检测出系统的孤岛状态,并联运行时,检测效果不受影响。
作者:刘宝其 段善旭 陈昌松 江小龙 单位:强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北武汉430074
摘要:提出了一种基于频率正反馈的主动移相(APSPF)孤岛检测方法,适用于三相并网逆变系统。该方法通过引入频率误差形成主动移相角,并对系统的有功电流和无功电流采用不同的d-q变换形式,使得系统的有功不受频率误差的影响,而无功受控于主动移相角。经分析表明,该方法易于实现,对系统的无功功率影响小,且不影响并网电流的波形控制能力。仿真和实验证明了所提孤岛检测方法的正确性和可行性。
作者:王大为 袁炜 周伟波 王朝东 单位:许继集团有限公司 河南许昌461000 许昌许继风电科技公司 河南许昌461000
摘要:深入分析了双馈风电机组的数学模型并研究了新型低电压穿越(LVRT)硬件设计原理和控制策略,并在不同控制模式下进行仿真,对比分析了风电机组发生电网电压跌落和恢复过程中相关暂态特性,同时在风场进行实际的LVRT测试及相关策略验证测试。这种新型LVRT技术有利于减小风电机组在发生电网电压跌落和恢复过程中相关暂态特性对风电机组的不良影响。
作者:王晓晨 吕小翠 杜超超 单位:合肥工业大学 电气与自动化工程学院 安徽合肥230009
摘要:基于光伏发电并网逆变器控制中电流锁相的重要性和复杂性,提出了带预锁相和遗忘算法的电流锁相方案,该方案可采用硬件锁相和软件锁相两种方式实现。建立了以MC56F8345型DSP为控制核心的PVCM逆变器数字化并网实验平台,对改进后的电流锁相方案进行验证。实验结果表明,该方案很好地实现了逆变器输出电流与电网电压的同步锁相控制。且输出电流的幅值、相位、频率均符合控制要求,可稳定、可靠地并网发电,并能实现网侧单位功率因数。
作者:刘伟增 刘小刚 郭磊 李玲玲 单位:西安交通大学 陕西西安710049 特变电工西安电气科技有限公司 陕西西安710065
摘要:提出了一种基于离散傅里叶变换(DFT)的改进软件锁相方法,克服了基于正弦信号相乘的瞬时鉴相方法信噪比极低及基于过零点检测的周期鉴相方法对过零点波形依赖性高的缺点。该方法采用调频和锁相两个过程共同作用实现锁相环(PLL)功能,在电网波形严重畸变、频率和电压闪变等异常状态时,能快速锁定目标信号基波分量的相位.实现较高的基波功率因数。通过5kW样机的实验验证了该锁相方法具有很高的可行性。