采用下垂控制的微电网小干扰稳定性分析

由于分布式电源及负荷的特殊性,稳定性成为了制约微电网发展的因素之一.文中针对微电网孤岛运行模式下多个逆变器参与系统调压调频时的微电网小干扰稳定问题,对逆变器采用P-f和Q-V下垂控制,并考虑控制器和负荷网络的动态特性,建立微电网系统的小干扰稳定模型.利用该模型计算系统特征值,直观分析微电网的稳定性,证明所研究的系统能够稳定运行.文中还进一步探讨了系统参数改变时特征值的相应变化,并计算了特征值参与因子,将其作为度量的标准,为控制器参数的优化设计提供了依据,为有效提高微电网小干扰的稳定性提供了参考.

基于逆变器下垂控制的微电网动态性能分析

微电网采用下垂控制可以提高系统运行的可靠性和灵活性,易于实现分布式电源和负荷的"即插即用"。建立了基于逆变器下垂控制的微电网孤岛运行的动态模型,并举一案例,分析了微电网状态矩阵的特征根与逆变器控制参数和网络参数的灵敏度关系,以及P-f、Q-V下垂系数与微电网稳定性的关系,并研究了逆变器控制参数和网络参数对不平衡负荷功率分配的影响。

考虑逆变型分布式电源时滞的孤岛微网小信号稳定分析

孤岛微网电源容量小且网架结构薄弱易于发生稳定性问题。文中针对基于下垂控制含逆变型分布式电源(IIDG)的孤岛微网系统,通过参数灵敏度和参与因子分析对IIDG小信号模型进行化简;结合柴油机经典同步发电机模型并考虑IIDG执行机构时滞特性,构建了孤岛微网小信号模型;采用特征根分析法对考虑IIDG侧时滞后的孤岛微网在IIDG机组出力、下垂系数及时滞时间常数变化下的小信号稳定性进行分析。其结果可用于指导孤岛微网IIDG机组投运组合和顺序的策略,采用时域仿真验证了研究结果的有效性。

基于下垂控制的直流微电网小扰动稳定性分析

本文针对基于下垂控制的直流微电网的稳定性问题,搭建了包括AC/DC整流器和DC/DC变流器及其控制系统的直流微电网系统模型,并在此基础上对直流微电网进行了小扰动稳定性分析,得出了在采取不同下垂系数时的系统特征值。算例结果表明,在设置合理的控制器参数和滤波器参数的前提下,直流微电网在下垂系数较大时仍能保持稳定。为进一步验证分析方法的有效性,对所研究的直流微电网进行了时域仿真,仿真结果验证了小扰动稳定性分析的正确性。

基于下垂控制的多端直流系统稳定性分析

多端直流系统是未来电网的重要形态之一,其稳定控制是保障系统经济、高效运行的重要基础。下垂控制作为多端直流系统的主要协调控制方式,其控制策略以及系统关键参数皆与系统小信号稳定息息相关。为了提升系统稳定性,该文构建基于下垂控制的多端直流系统小信号模型,并采用主导特征值分析方法探究控制器参数、直流侧电容等不同参数对系统稳定性的影响,进一步分析对应的灵敏度,并寻找影响系统稳定性的关键参量。最后通过Matlab/Simulink仿真模型进行证明,结果表明,该文所述方法能够有效揭示影响系统稳定性的关键因素,通过合理调整其大小可以有效改善系统的稳定运行能力,提升系统的直流负荷接入容量。

基于摄动理论的直流微电网下垂系数优化方法

直流微电网采用下垂控制策略时,下垂系数过大或过小都会对系统局部稳定性和阻尼比造成影响。为此,文中提出一种基于摄动理论的下垂系数优化方法。首先,综合考虑小扰动稳定、阻尼比和稳定裕度等因素,建立下垂系数优化目标函数。然后,通过对下垂系数进行矩阵摄动分析,将求取的特征值增量应用于算法迭代过程,避免了优化过程中特征值反复求解以及矩阵反复形成的问题。最后,通过仿真模型和物理实验进行了验证,仿真和实验结果表明,该方法能够有效提升直流微电网的稳定性及稳定裕度。

基于交流电流下垂特性控制的VSC建模和稳定性分析

在直流微电网中,下垂控制常被用来实现直流母线电压的稳定和电压源型换流器(VSC)功率的准确分配,已有的下垂控制特性大多基于直流变量,响应速度慢且结构复杂。为此提出了一种基于交流侧电流的Id-V下垂特性,其与单闭环控制VSC结合,系统结构简单、成本低、响应速度快,可以实现直流母线电压的快速稳定,并设计了自适应下垂系数以实现准确的功率分配。建立了传统I-V下垂控制系统和Id-V下垂控制系统的状态空间平均模型,并基于建立的模型绘制特征根轨迹分析系统的小信号稳定性。通过仿真验证了稳定性分析结果的正确性。仿真结果表明Id-V下垂控制系统能够实现准确的功率分配和直流母线电压的稳定,且响应速度相比传统I-V下垂控制系统更快。

基于下垂控制模式的独立微电网小干扰稳定分析

从电力系统的运行原理出发,开展独立微电网系统运行稳定性研究对于促进分布式发电技术的发展具有重要意义。针对独立微电网系统运行稳定性问题,以李雅普若夫判据和特征值分析法为基础,对基于下垂控制模式的独立微电网系统的小扰动问题展开分析。首先,构建基于下垂控制模式的独立微电网系统数学建模,并基于线性化理论进行小扰动线性化分析,得到系统小扰动线性化状态矩阵;其次,基于李雅普若夫判据理论,对系统小扰动线性化状态矩阵的特征值进行分析,并逐一改变系统各个参数取值范围得到状态矩阵特征值变化的根轨迹;最后,基于状态矩阵特征值变化根轨迹确定系统各参数初步优化结果,并对比各参数优化前后的系统状态矩阵特征值分布情况,理论分析及实验验证表明初步优化后的系统运行可靠性增强。该研究成果可为微电网控制参数的优化选取提供思路和方法。

柔性接入微电网的小信号建模

针对传统并网硬开关无法主动调节潮流的问题,利用背靠背变流器取代传统并网硬开关,对配电网与微电网进行柔性互联,便于二者之间的协调控制。为对系统进行稳定性分析,并考虑到不同规模的微网内分布式电源数量的不同,文中建立一种经背靠背变流器接入的含N个分布式电源的微网小信号状态空间模型框架。利用MATLAB对其进行特征值分析,确定了影响微电网稳定性和动态性能的关键参数。在PSCAD/EMTDC平台上搭建出基于下垂控制的微电网柔性并网运行模型,将建立的小信号模型与搭建的仿真模型结合,在多个工况下进行仿真,验证了建模、分析与结论的正确性。

基于下垂控制的微电网多逆变器并联运行研究

多逆变器并联运行能有效提高微电网系统容量和可再生能源发电能效。文章借鉴同步发电机的运行原理,采用下垂控制进行多逆变器的柔性互联,以实现无互联通信下多逆变器并联运行的功率主动分配,满足逆变器即插即用功能要求。文章介绍了电压电流双环控制器的设计方法,并分析了其控制参数和阶跃响应之间的关系;针对低压微电网阻性特点,设计了虚拟阻抗环节,以满足下垂控制感性要求,并增强并联逆变器功率均分效果;运用特征值法分析了关键参数对系统稳定性的影响,并进行了相关数值仿真验证。最后搭建物理实验平台,实验结果验证了所提控制的有效性。