主动配电网的分层能量管理与协调控制

大规模的可再生间歇式能源并网,给配电网的管理带来巨大挑战。主动配电网通过对其进行主动管理和协调控制,实现间歇式能源的有效消纳。该文提出主动配电网的分层能量管理与协调控制体系,基于主动配电网的控制区域划分和信息模型融合,研究全局优化技术和局部控制模式,分析各控制模式的适用场景,给出全局优化启动的条件,实现局部控制模式的主动切换。最后通过对佛山主动配电网示范工程实例的仿真分析,验证分层能量管理体系的有效性。

主动配电网的分层能量管理与协调控制

电网系统中最重要组成部分是主动配电网,主动配电网在稳定电网系统的运行中起着关键的作用。而作为电网系统中间歇性能 源结构的有效消纳---主动配电网的分层能量管理与协调控制,是整个主动配电网核心工作之一。下文从主动配电网分层能量管理与协调 控制的框架分析着手,具体阐述了主动配电网的控制区域划分、主动配电网分层能量管理的信息交互、主动配电网控制模式切换及主动配 电网全局优化。

主动配电网的分层能量管理与协调控制

主动配电网作为电网系统的重要组成部分,对于电网系统运行稳定性有着较为关键的作用。而主动配电网的分层能量管理与协调控制作为电网系统中间歇性能源结构的有效消纳,为整个主动配电网核心工作之一。文中从主动配电网分层能量管理与协调控制的框架分析入手,分析了主动配电网的控制区域划分、主动配电网分层能量管理的信息交互、主动配电网全局优化及主动配电网控制模式切换。

主动配电网的分层能量管理与协调控制

主动配电网作为供电系统的重要组成部分 , 对供电系统的稳定运行起着重要作用。而主动配电网的分层能量管理和协调管理作为电网间歇性能量结构的有效消纳,是整个主动配电网的核心任务之一。本文在对主动配电网的分层能源管理和与协调控制框架论述的基础上,分析了主动配电网的信息交互和全局优化,以期为相关从业者提供参考。

飞轮储能阵列系统协调控制方法综述

因受材料、成本和技术等因素制约,提高单个飞轮储能装置的容量较为困难,难以满足长时间大功率的需求。对此提出使用飞轮阵列来提高飞轮系统的总储能容量,进而降低装置的研发和生产成本。对于飞轮阵列储能系统,研究各储能单元协调控制、相互配合的控制策略是实现阵列高效、安全运行的解决方案。从飞轮储能阵列系统拓扑结构、协调控制策略及协调控制算法进行全面的综述。从飞轮储能阵列不同并网拓扑结构出发,探讨了适用于直流母线并联和交流母线并联对应的功率分配控制策略;随后以飞轮储能阵列并行接入电网为切入点,分别对集中式、主从式与分布式协调控制算法进行比较研究和归纳总结,重点评述了分布式一致性算法优势,并在此基础上进一步总结基于智能算法高效率求解的功率分配控制策略。最后,指出了飞轮储能阵列系统并网运行协调控制面临的挑战。

多源/多负荷直流微电网的能量管理和协调控制方法

低压直流微电网的能量管理与协调控制是保证其可靠运行需要解决的关键问题之一。基于直流母线电压信号的传统控制方法在不同工作模式将引起直流母线电压存在偏差,对恒功率负载造成不利影响,进而引起系统不稳定。针对这一问题,提出一种基于本地信息的能量管理和协调控制方法。详细分析并网运行、变流器限流运行以及孤岛运行模式下的能量管理、切换条件和协调控制方法。在系统孤岛运行模式下采用一种开环桨距角控制方法并结合恒压控制,消除直流电压波动,提高电能质量和系统稳定性。最后进行仿真研究,仿真结果验证了所提出方法的有效性。

独立运行风光互补发电系统能量优化管理协调控制策略

针对系统运行工况复杂、供电稳定性和安全性要求高的特点,深入分析并给出独立运行风光互补发电系统能量流动及工作模式转换关系图,采用风电优先、光电次之、蓄电池辅助的电能分配原则与功率供需动态平衡的能量优化管理机制,提出包括能量管理与工作模式控制、风力发电控制、光伏发电控制和蓄电池充放电控制在内的功率协调控制策略。风力和光伏子系统控制均具有功率电压双闭环控制结构,功率外环采用基于梯度变步长MPPT算法或基于梯度信息LPTC算法产生最佳功率点电压,电压内环实现最佳功率点电压的自动、快速、无差跟踪,同时可实现MPPT和LPTC算法之间的平滑切换。仿真研究结果表明,本文所论能量优化管理协调控制策略能够根据风速、光照强度、负载的变化及蓄电池工况,协调风力发电、光伏发电子系统和蓄电池的工作状态,实现系统不同工作模式下自动运行及合理转换,保持能量供需动态平衡,实现系统的优化及可靠运行。

协调控制框架下的离网型风力发电系统能量管理

通过对离网型风力发电系统能量流动关系的分析,针对不同工作状态,提出相应建立最大功率跟踪控制、负载跟踪控制和蓄电池变电流快速充电控制等策略,实现在协调控制框架下的能量优化管理。基于MATLAB/Simulink/Powersystem建立仿真模型并进行研究,结果表明:系统既可以充分利用发电机组的输出功率,优先满足负载要求,同时又能够合理地对蓄电池进行充放电控制,延长其使用寿命。该能量管理方法能够实现离网型风力发电系统的优化运行。

基于小波分层解耦的氢燃料电池复合电源拖拉机能量管理策略

针对单一能量系统无法充分发挥其优势,无法较好满足拖拉机作业时随机载荷谱密度大的问题,设计了基于氢燃料电池、动力电池、超级电容并联的电动拖拉机复合式能量系统.基于Haar小波与逻辑门限规则的分层解耦控制能量管理策略,实现了负载需求功率的高频信号、次高频信号、稳态信号的分层解耦,并对解耦后的功率信号进行功率分配.进行了模型在环仿真测试,结果表明:与功率跟随式控制策略及模糊控制策略相比,所建立的分层解耦控制策略氢燃料电池平均效率在试验循环内分别提高了2.85%、1.21%,整车等效氢气消耗量分别降低了16.11%、6.88%.本控制策略可以在满足整车负载需求功率的基础上提高整车经济性,并使燃料电池以高效平稳的工作状态输出功率.

孤岛模式下光储交流微电网能量管理协调控制策略

针对光储交流微电网,考虑光伏阵列、蓄电池和负荷之间的多种能量供需情况,提出了一种孤岛运行模式下的能量管理协调控制策略。该控制策略采用主从控制方式,作为主源的蓄电池可以工作在充电或放电状态,保证为负载和光伏逆变器提供幅值和频率稳定的电压;作为从源的光伏系统可以根据微电网内部能量平衡关系,工作在最大功率跟踪或限功率负载匹配模式;负荷投切控制可以保证重要负荷持续供电以及避免蓄电池过放。通过不同工况下的仿真结果,验证了所提控制策略的正确性与有效性。

社区能源网络能量管理和协调控制仿真与测试平台设计

考虑到社区能源网络拓扑多样性,其控制系统的能量管理和协调控制算法的开发仍处于个性化定制阶段,能量管理和协调控制算法及控制系统设备的测试成本高昂。分析社区能源网络仿真测试平台的设计需求,提出基于DIgSILENT和OPC技术的社区能源网络仿真测试平台设计方案。该仿真测试平台考虑了算法仿真和控制系统设备测试两种应用场景,应用DIgSILENT提供的多种控制算法接口,基于分层分布的信息层架构建立平台的算法仿真架构和硬件在环测试框架。最后,针对具体的社区能源网络拓扑对一种能量管理和协调控制策略进行仿真验证。该仿真平台的设计思路有利于模拟复杂的运行工况,为能量管理和协调控制算法和控制系统设备的研究和测试提供了良好的实验平台。

基于分时电价的风储直流微电网能量协调管理控制策略研究

为提高直流微电网用户侧用电经济性及供电可靠性,本文在分时电价的基础上,针对风储直流微电网建立了以用户日购电最少为目标的协调控制策略,以实现低价购电,高价自足,余电上网的工作模式。且在并网模式下制定了负荷投切控制策略,从而减少系统的失负荷率,提高直流微电网的可靠性。通过MATLAB/Simulink下的仿真验证了本文所提控制策略的有效性。

交直流混合微电网并网运行能量管理协调控制策略研究

针对本文的交直流混合微电网能量管理与协调控制策略,采用分层控制结构,在并网自由和并网调度模式下,根据微源、储能、负载及大电网之间的能量平衡关系,确定交直流子微电网内的风力、光伏发电和子网间互联变换器的工作状态.光伏发电和风力发电单元均可工作在最大功率跟踪MPPT控制或负载功率跟踪LPTC控制状态,前者通过单级电压闭环控制实现功率调节,后者通过双级变换器实现有功功率调节和单位功率因素控制;互联变换器采用直流侧电压和无功给定控制,可方便实现交直流子微电网间的有功流动及按大电网需求的无功调节.在Matlab下的仿真结果验证了本文所提出控制策略的可行性和正确性.

基于智能多代理的能量协调控制在直流微网中的应用

提出一种基于智能多代理技术的能量协调控制方法,用于直流微网的能量管理与电压控制。对直流微网的架构进行设计,实现对光伏电池、燃料电池及蓄电池的数学建模。设计了一个2层的智能多代理系统,对直流微网的并网、解列,以及光伏电池、燃料电池、负荷及蓄电池的能量管理进行协调控制。从微源和负荷各种状态中提取了8个特征量及13种不同动作作为神经网络的输入和输出参数,训练并实现了控制中心Agent的决策器。通过MATLAB/Simulink仿真对光照变化、并网时负荷增加后断网及孤岛时负荷增加后并网这3种算例进行分析,验证了该智能多代理能量协调控制策略的可行性。

微电网分层分布式能量优化管理

文章旨在探讨微电网分层分布式能量优化管理的方法。提出了一种创新的分层分布式能量优化管理策略,通过将微电网层次化管理,实施分布式能量管理算法,旨在最大程度提高能源利用效率、降低能源成本,并满足用户需求。通过仿真试验和性能评估,验证了该策略在提升微电网能源经济性和可靠性方面的有效性与优越性。结果表明,微电网分层分布式能量优化管理对提高微电网的能源经济性和可靠性具有显著作用,为微电网的未来发展和应用提供了实质性的指导。

构网型光储混合供电系统及其协调控制策略

提出并研究了一种用于独立构网的光储混合供电系统及其不同介质储能的协调控制方法。独立构网型光储混合供电系统由光伏发电回路、蓄电池充放电回路、超级电容器充放电回路共同组成,光伏发电回路为负载提供能量,多余或不足的能量由蓄电池和超级电容器进行动态调节。分析并给出了构网型光储混合供电系统能量管理核心控制算法,使得系统可根据光伏电池和蓄电池的工作状态,自动控制光伏逆变器和储能双向变换器工作模式,确保光伏阵列和蓄电池、超级电容器协调工作,实现独立供电系统高效稳定运行及快速的动态响应。最后通过系统仿真和样机实验验证了混合系统协调控制方法及系统能量管理控制策略的有效性。

基于多目标优化的含电动汽车充换储一体化设施的微电网能量管理及协调控制策略研究

含电动汽车充换储一体化设施的微电网由于负荷用电的不确定性,使得微电网联网功率产生随机性,造成配电系统电压波动、功率不平衡等问题。为解决上述问题,开展了基于多目标优化的微电网能量管理及协调控制策略研究,通过微电网需求侧负荷分类控制、基于多目标优化的微电网动态运行管理以及微电网日前优化调度等控制策略,实现对微电网的能量优化管理;根据建立的多目标优化策略,对微电网系统上层、下层进行协调控制,并通过微电网能量管理策略优化联网功率,为含电动汽车充换储一体化设施的微电网的稳定运行提供理论依据。

电池储能电站能量管理与协调控制

基于电池储能电站的发展,分析加强能量管理,实现有效的协调控制。探讨电池储能电站的能量管理策略,电池储能电站的协调控制方法。

基于牵引网电压和空载电压的多储能系统区间能量管理策略

近年来,随着“双碳”政策的推动,储能技术在城市轨道交通中的应用愈发广泛,呈现出点到线的发展趋势。当一条线路中有多站安装储能装置时,想要进一步提升储能系统的节能效果,必须要解决不同站储能装置的充放电策略个性化设计,以及多储能间协调控制这两个问题。因此,该文提出一种基于实时牵引网电压和空载电压的多储能系统区间能量管理策略。该策略基于多个牵引变电站的空载电压和牵引网电压,对能量管理区间内的列车状态和列车剩余功率进行辨识,基于此计算区间内储能装置的充放电阈值基准值初值及基准值变化的斜率。为进一步提升节能和稳压效果,该策略基于充放电周期、牵引网电压超限频次及储能系统的荷电状态(SOC)等参数,对基准值及其更新斜率进行实时校正。该文在北京地铁的实际线路中进行了验证,结果表明,相较于基于本站空载电压的能量管理策略,提出的策略在降低系统能耗和稳定牵引网电压方面都具有显著的改善效果。

基于母线电压分层的直流微网系统协调控制

在直流微网系统中,各分布式单元通常以分散的方式接入直流母线,而分布式电源和负荷易受到外界环境影响,从而影响直流微网母线电压稳定性。因此设计一种基于母线电压分层的直流微网系统协调控制策略,构建以光伏发电为主的直流微网系统结构,将母线电压划分为5个层级,针对不同层级对应的运行模式,研究分布式单元运行方式及其控制策略,最后通过仿真实验验证了所提控制策略在因环境因素变化导致光伏发电波动和负荷波动的情况下对抑制系统母线电压波动的有效性。