考虑非线性阻尼效应的孤岛微电网暂态稳定性分析及提升策略研究

随着可再生能源发电及并网技术的快速发展,以电力电子变流设备为主导的微电网受到了越来越多的关注。由于电力电子变流器的低惯量和强非线性特征,孤岛微电网在大扰动下易发生暂态失稳。考虑微电网中构网逆变器与跟网逆变器的交互作用,提出1种基于等面积法则的暂态稳定性判据和暂态稳定提升控制策略。首先,建立了孤岛微电网的简化二阶动态模型,包含依赖于功角的非线性阻尼项。然后,从能量角度分析了非线性阻尼对加减速面积的影响规律。考虑非线性阻尼的分布特性,推导出正阻尼区域内的暂态稳定性判据。根据稳定边界条件,提出1种基于电压前馈的暂态稳定性提升控制策略。最后,利用MATLAB/Simulink仿真对所提稳定性判据和改进控制策略的有效性进行了验证。结果表明,所提微电网暂态稳定性判据和改进控制策略可为电力电子变流器的参数优化设计和提高微电网稳定运行能力提供理论依据。

计及电动汽车共享储能特性的园区柔性资源低碳运行控制方法

在“双碳”背景下,园区作为节能降碳的主力军,需进一步降低碳排放量,提高能源利用效率。提出了一种计及电动汽车共享储能特性的园区低碳运行控制模型。首先,引入阶梯式碳交易机制,计算节点动态碳排放因子,并将电动汽车减排量纳入碳配额;然后,在源侧引入地源热泵,通过电-热转换,满足园区热负荷需求;在荷侧,考虑电动汽车共享储能特性,建立电动汽车共享储能模型;最后,考虑碳交易成本、购电成本、响应补贴成本等,以运行成本最小为目标建立园区低碳运行优化模型,并采用优化软件CPLEX进行求解。仿真结果表明:考虑电动汽车共享储能特性并采用改进阶梯式碳交易机制,能够有效降低园区运行成本,减少园区碳排放,验证了所提算法的经济性和低碳性。

基于平滑切换的不平衡工况下直驱风机故障穿越控制策略

目前已有的风电机组故障穿越控制策略和相关标准主要针对三相平衡故障或仅考虑不平衡工况下的单一控制目标,文中重点研究了直驱风机并网系统在三相不平衡故障下的多目标协同故障穿越控制策略。首先,在不平衡工况下网侧逆变器瞬时功率模型的基础上,分析了传统控制策略下直驱风机输出电流三相不平衡、有功功率与无功功率二倍频振荡及其导致的直流母线电压波动机理。为了实现不平衡故障下的多目标协同控制,提出了基于最小二乘法的最优电流设定值求解方法。此外,考虑到故障过程中网侧变流器直流电压环对电流控制的钳制作用,提出了一种基于状态跟随的平滑切换控制策略以减小切换过程的暂态冲击,即故障穿越期间直流电压控制从网侧变流器平滑切换至机侧变流器。与传统故障穿越控制策略相比,所提故障穿越控制策略可以同时实现对不平衡电流、有功及无功功率波动的有效抑制,避免了单独控制有功或无功功率振荡时易出现的电流指令值饱和现象,提高了直驱风机故障穿越控制性能。最后,利用PSCDAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的有效性和优越性。

构网型与跟网型变流器主导孤岛微网阻抗稳定性分析及提升策略

以电力电子变流器为主导的100%新能源孤岛微网系统,由于其自身的低惯量、弱阻尼特性且缺少大电网稳定的频率和电压支撑,面临着更严峻的失稳风险。首先,文中针对无电网支撑且由逆变器主导的孤岛微网系统,基于谐波线性化建立了序阻抗模型,分析了无功环路及控制延时对阻抗特性的影响。然后,基于系统阻抗网络模型构建了Nyquist稳定判据,充分考虑系统参数对稳态工作点的影响,详细分析了系统稳态工作点和控制参数对微网系统稳定性的影响。基于系统稳定性分析结果,提出了一种适应系统工况变化的虚拟阻抗设计方法,显著提高了系统稳定性。最后,基于RT-LAB实验平台验证了理论分析的准确性。