基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略

在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源。在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的无通信协同工作,提高了系统的可靠性。针对多模式切换过程中的抖振和死锁问题,所提出的控制策略利用具有反馈抑制机制的PI控制器实现了在饱和与激活之间无缝切换。同时,为了进一步提升光伏能量的利用率,所提出的控制策略充分考虑了ESS的荷电状态(SOC),并使光伏电源能够直接参与直流母线电压的调节。此外,还对模式切换时间与控制器参数的设计进行了详细的分析建模,以优化模式切换性能。最后,建立了一个小型独立直流微电网实验系统,以验证所提出的直流微电网控制方法的可行性。

基于物联网的系统差动保护方法实现

介绍了对未来可再生电能传输与管理系统保护及运行改进,该系统使用固态变压器连接住宅交流和直流微电网到配电系统,并使用故障隔离设备隔离故障线路,提出一种电流差动保护方案来检测基于FREEDM的微电网网络中的故障,该方法使用相量测量单元进行数据同步并最小化测量误差,并采用物联网技术和Wi-Fi通信方案在设备间进行数据监测和互连。然后通过一个仿真FREEDM系统进行测试,在不同位置施加了不同类型和不同故障电阻的故障来证明所提出的保护方法在检测故障状态方面的有效性,利用安全性、可靠性和准确性指标对所提出方法的性能进行了调查。最后设计、实施和测试了FREEDM系统的原型,使用Proteus软件模拟器和实验室进行了测试。测试结果证明,所提出的保护方案以快速、可靠和准确的方式检测和隔离故障状态的效率,该保护方案对于所有故障实现了高达98.825%的准确率。

微电网的保护特性分析

为更好地研究微电网系统的保护策略,论文强调了微电网故障穿越运行条件下联络线的保护方案的重要性,并深入探讨了微电网并网和离网情况下,故障电流的变化与保护的关系。通过结合微电网的特性,提出了新的保护方案,以应对可能出现的故障情况。

计及碳交易机制的含光热电站海岛微网能量管理策略

针对海岛能源供给低碳经济性和热电联产机组“以热定电”稳定运行问题,文中提出计及碳交易机制的含光热电站海岛微网能量管理策略。基于光热电站、热泵、风电、微型燃气轮机组、海水淡化设备等集电、热、水一体化的多能源海岛微网系统,通过热泵配合光热电站实现电-热能量双向转化,提高光热电站的发电能力并满足部分热负荷需求。引入碳交易机制来限制碳排放,建立海岛微网低碳经济性模型,研究在光热电站参与下海岛微网不同运行方式的经济性。多场景对比实验证明了海岛微网低碳经济调度可以较好地兼顾经济性与环保性,在以较低经济成本运行的同时碳排放较少。

某机修工程光储直柔系统方案探讨

在分析光储直柔系统原理基础上,以某新建机修工程智慧低碳建筑为例,构建光储直柔微网系统和光储充微网系统,并对两种方案进行设计对比分析探讨,以实现新能源的更好利用。

全直流海上风电场建设的机组用电方案研究

因各种故障导致海上风电场与大电网彻底断开联系时,为避免海上风机因停机失电而可能造成的各类机械部件疲劳损伤,以及保证全直流海上风电场孤岛模式下的安全稳定运行,风机需配置合适的应急电源,同时还面临着设备配置选择、运行操作方式等问题。因此提出基于光柴储微电网技术的海上风电机组应急用电方案,并通过仿真计算分析验证了方案的可行性。结果表明该方案更适用于易受环境和能源约束的全直流海上风电场,使海上风机具备孤岛运行的能力,极大地提高了海上风电场的安全性和稳定性,较大程度地利用清洁能源,进一步推动海上风电低碳经济发展。该方案也为今后全直流海上风电场孤岛模式下的机组用电问题研究提供了新思路。

基于控保协同的微电网注入式保护方法研究

微电网中大量逆变型微电源(inverter-interfaced distributed generator,IIDG)的接入使其故障特性不同于传统配电网,传统保护方案不再适用。该文基于控保协同设计思想,研究基于非工频特征信号注入的微电网保护方法。通过建立IIDG的非工频等效模型,比较基于单IIDG注入和多IIDG注入的方法,提出多IIDG协同注入的策略及其启动判据、并网点滤波器参数整定原则,并设计相应IIDG控制器;当微电网故障时,各IIDG在维持工频输出的同时于短时间内启动特征频率信号输出,在微电网中形成明显的故障特征。理论分析与仿真结果表明,所提策略能够解决特征频率信号分流和多IIDG注入的协同问题,为基于过电流、故障分量等原理的注入式保护方案的应用提供有效的理论支撑和解决方案。

微型燃气轮机微网技术方案

详细介绍了微型燃气轮机微网系统设计方案。首先介绍了示范工程的冷/电系统结构;然后围绕燃机分组、网架结构、运行方式、保护配合与整定、系统自动化配置等技术问题进行研究,从技术先进性、可行性、经济性、可靠性对比分析了各种可能存在的技术方案;最后针对推荐方案详细说明了系统保护配置与整定的实施建议,以及系统在不同运行工况下的运行方式。研究表明,推荐方案能够满足微网的设计要求,有效提高了系统的供电可靠性,且具备可实施性。

基于NSGA-Ⅱ算法的分布式电源与微电网分组优化配置

提出含风力、光伏等分布式电源和微电网之间的混合集成供电系统及其优化配置方法。与分布式电源直接并网以及微电网集中供电方案相比,该混合供电系统具有明显的技术经济性,并且能够根据运行过程中遇到的故障及检修等情况,转换供电模式,供电模式灵活,可靠性高。在混合供电系统中,为了合理配置分布式电源、负荷以及储能,建立以投资成本、电网电量不足期望以及网损为目标函数的多目标优化模型。采用基于精英策略的非支配性排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解出混合集成供电系统中分布式电源、负荷和储能的优化配置方法。通过IEEE 33节点算例和某实际电网建设项目的测试表明所提出的模型和算法合理、可行。

微电网建设规划方案评估与选择

微电网建设规划方案决策中评价指标要素间相互关联是普遍存在的,针对传统评估方法对要素间的影响关系考虑较少或衡量主观,以至关联关系难以准确界定的问题,提出基于DEMATEL-ANPVIKOR(DEMATEL:Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,ANP:Analytic Network Process,VIKOR:Visekriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje)的多属性微电网建设规划方案综合决策模型,利用DEMATEL法量化准则层指标要素的影响关系强度,充分考虑指标之间的依赖-反馈关系,采用ANP法确定各指标的权重,通过追求最大化群体效益和最小化个体遗憾,结合VIKOR法完成对备选方案的综合排序和选优。实例分析表明,该决策模型可以很好地适应指标体系中复杂的关联关系,有效提高指标权重分配的均衡性,具有一定的工程应用价值。

采用搜索保护与差动保护的光伏微电网综合保护策略

光伏微电网具有短路电流小、潮流双向流动、运行工况多变等特点,容易导致继电保护的拒动与误动。提出了基于电压启动、搜索最大电流正序故障分量的检测方法,并将其与传统差动保护方法相结合,设计了光伏微电网综合保护策略。该保护策略不依赖短路电流幅值启动,不需要整定继电保护电流阈值,适用于微电网并网和离网模式。此外,该策略在通信故障、主保护拒动等工况下依然有效。在PSCAD环境中构建了典型的光伏微电网算例,通过典型工况全面验证了综合保护策略的有效性。

一种基于微网的能量回馈型节能电梯应用方案

针对当前能量回馈型节能电梯推广应用的难点,提出一种基于微网的能量回馈型节能电梯的应用方案:将多台电梯回馈的电能与其他可再生能源发电联网,并入微网控制系统集中调配。该方案不仅可以获得可观的电梯回馈电能,还能发挥各种可再生能源发电互补的优势。

基于测量导纳变化的微电网群联络线保护方案

当多个相邻微电网之间通过低压配电线路互联互供时,则形成微电网群。微电网群内部联络线故障时,方向不定的网络潮流,易变的拓扑结构以及多样的逆变式分布式电源控制策略等因素,给微电网群的保护带来了挑战。文中根据微电网群系统故障前后线路电压和电流的分布特点,提出一种以母线测量导纳量变化量为判据的微电网群内部联络线保护新方案。该方案采用故障前后联络线两端测量导纳的幅值变化为初步判据,选出疑似故障线路,并结合疑似线路两侧导纳相角差的变化实现故障线路识别。该方法原理简单,易于整定,具有较高的灵敏度和可靠性。利用PSCAD/EMTDC进行算例验证,结果证实了该方案的正确性和可靠性。

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.

孤立直流微电网多DC-DC变换器分布式协调控制策略

在孤立直流微电网中,为保证电网运行的稳定与设备运行的协调,多DC-DC变换器需要在保证直流母线电压稳定的同时,维持各变换器之间的功率能够按照设置的比例进行分配。研究表明,基于Lyapunov第二定律的新型协调控制策略,可以确保直流母线电压的稳定。研究各变换器的功率,证明了各变换器功率能够按照用户的设定实现按比例分配。分析表明,该控制策略作用下,控制策略的收敛速率按照指数的收敛速率进行收敛,响应速率较为迅速。其性能通过simulink离线仿真和Star Sim HIL Pro实时仿真进行了验证,仿真结果与理论分析相吻合。

辐射型主动配电网的自适应方向保护方案

为了适应辐射型主动配电网对保护的要求,提出了一种基于方向闭锁原理的自适应保护方案。根据配电网的树状结构特征定义了参考方向整定规则,并配合闭锁方向规则,实现保护原理对于线路和母线等故障元件的自适应性。在配电网重构后,通过拓扑分析完成参考方向的自动配置,实现对于动态重构的适应性。针对主动配电网中包含较多可再生能源的特征,以及孤岛运行模式的需求,采用全阻抗继电器作为启动元件以提高保护的灵敏性。针对主动配电网中易于出现的弱电源问题,利用联跳提高弱馈侧保护的动作可靠性。以实际配电网作为算例验证了方案的有效性。所提保护方案能够为主动配电网提供一种简单、经济和可靠的主保护方案。

与电力系统协同区域型分布式冷热电联供能源系统集成方案

在分析了分布式冷热电联供系统(DES/CCHP)的研究和发展面临的新机遇的基础上,提出了与电力系统协同的区域型DES/CCHP的总体集成思路和技术集成方案。通过变结构的集成方式来实现系统结构与功能的协同优化,提出了多个区域型DES/CCHP、区域内其他形式的分布式能源系统、多源链式微网、多源环状热网和大电网的整合集成技术,并通过能源利用流程的动态组合,提出了协同互补运行方式。为清洁能源的高效、梯阶、互补利用及分布式可再生能源的规模化应用提供一种通用的集成方案。该集成方案将在湖南省创建国家示范性工程中得到应用。

多元化售电主体并存下微电网的竞价策略研究

为了指导微电网代理商合理报价,本文提出了多元化售电主体下以微电网收益最大化为目标的报价策略。首先针对微电网和售电商分层性、灵活性的特点,提出基于多代理系统的微电网代理商和售电商之间的交易模型;进而基于多代理系统的竞价体系,运用博弈论的思想建立以微电网收益最大化为目标的博弈模型;考虑到市场信息的不确定性,利用概率模拟的方法,获取该微电网竞争对手的成本和报价策略的分布,然后利用非线性规划法求得博弈模型的纳什均衡解,获得微电网代理商的最优竞价策略。最后通过算例分析验证所提方法的有效性。

微电网规划方案的评价指标计算和空间距离评价方法

微电网规划方案的合理性对微电网建设运营成效至关重要,建立科学有效的规划指标评价方法是保障规划方案合理性的关键环节。本文针对微电网规划评价中指标获取手段不明确、评价尺度不统一的问题开展研究,分析了微电网评价指标的特征和类型,给出用功率表示的间接指标实用计算式;利用典型年历史天气数据生成风、光发电的时序模型,建立了获取间接指标的时序生产模拟策略和流程;构建了评价指标的多维空间表示,提出基于指标空间距离的微电网性能评价方法。通过实际海岛微电网算例分析,算例结果验证了本文方法的可行性。

微电网运维调控操作方案与应用研究

以微电网典型结构与设备组成为基础,研究微电网运维调控操作方案并开发其应用。文中主要分析了微电网运维调控的基本单元及特性,围绕关键设备投切、运行模式切换和黑启动,建立规范化、合理化及实用化操作方案。所建立的运维调控方案包括关键设备操作模型和微电网运维操作流程,并与现场数据和监控画面相结合,开发了微电网运维调控操作仿真平台。该平台在浙江省某岛屿微电网示范应用,实现了与微电网运维调控培训仿真系统、运行调度优化模块和能源管理优化模块的协同配合,从而有效增强微电网运行的安全性和可靠性。