基于改进自适应分段下垂控制的光伏直流微电网研究

在含多个光伏单元的直流微电网系统中,因各光伏出力的随机性,采用分段下垂控制会导致功率分配不合理,且无法有效控制母线电压。针对自适应分段下垂控制在光伏出力连续变化时存在下垂系数突变问题,文章基于非线性函数提出了一种改进的自适应分段下垂控制方法,使下垂特性曲线在额定工作点平稳过渡,改善轻载条件下母线电压偏移率及重载条件下功率的分配精度;其次,利用小信号分析法对光伏侧变流器建立输出阻抗模型,分析改进的控制方法对系统环流的影响;最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,验证了改进的控制策略可以改善轻载状态母线电压偏移率及重载状态功率的分配精度,而且在光伏出力连续变化时,可以使系统的过渡更加平稳。

基于分段下垂的直流微电网协调控制方法研究

目前,对于直流微电网的控制方法为下垂控制,但该方法并不稳定,极易造成能源损耗,为此设计分段下垂的控制方法。建立直流微电网下垂控制的数学模型,在研究光伏电源能量输出特性的基础上采用扰动观察法控制其能量输出,分析影响电流分配和母线电压偏差的因素,使用分段下垂控制母线电压的稳态偏差,通过补偿交流侧母线电压的方式优化对于微电网的协调控制。对比实验表明,该方法在控制直流微电网过程中的电力损耗极低。

邮轮混合储能系统分段式下垂控制技术

针对脉冲负载频繁投切引起的邮轮混合储能系统频率、电压波动问题,提出一种改进的下垂控制策略。针对锂电池和超级电容混合储能系统建立仿真模型,为各储能单元配置独立的双向DC/DC变换器,仿真分析分段式下垂控制策略对功率分配和均流控制的效果。仿真结果表明:在负载突加或突卸工况下,分段式下垂控制策略可根据负载功率和直流母线电压变化自动控制储能系统功率流向,快速有效平抑电网的负载波动。

网侧故障下系统友好型直流微网协调控制策略

以交流电网为骨架、多类型微网择点接入有望成为未来配电网的主流拓扑。对于每个直流微网而言,即便并网点电压由于网侧故障等因素发生跌落,只要幅度在一定范围内,仍希望其维持并网运行,实现短期的电压支撑,这是友好型微网的重要特征之一。但是,相较于未计划的孤岛运行,该工况下微网内部不平衡功率更小,直流母线电压上升速度缓慢,根据电压阈值切换控制方式的传统母线电压分层控制策略存在一定延时性,增加直流微网自身崩溃、以及网内电压敏感型设备受损的风险。为此,该文提出一种基于电压斜率的多源协调控制策略。该策略包含网侧电压跌落瞬间的I段稳压控制策略和储能退出运行后的II段稳压控制策略及各自对应的二次控制。I段稳压控制策略下各元件根据端口电压斜率作为判据切换自身控制方式;II段稳压下储能输出功率随荷电状态按下垂控制特性变化,将母线电压二阶导数作为协调信号控制各源自治运行。在I段稳压及II段稳压的基础上增加二次控制,以消除稳定后的电压偏差。基于PSCAD的仿真试验结果表明,该文所提策略可以有效加快母线稳定时间,并减小其波动幅度。

考虑蓄电池荷电状态的孤岛直流微网多源协调控制策略

为避免孤岛直流微网中蓄电池的深度充放电以延长其使用寿命，在充分考虑蓄电池荷电状态（SOC）的基础上，提出了一种包含一次分散控制和二次集中控制的孤岛直流微网多源协调控制策略。一次分散控制用于实现各微源考虑蓄电池SOC的自治协调运行，在该控制下，直流母线电压随SOC按分段下垂特性变化，当SOC接近限值时，直流母线电压会升高或降低，导致新能源发电单元降功率或负荷减载运行。二次集中控制对一次控制的下垂曲线进行了调整，用于消除一次控制在SOC接近上限时产生的稳态电压偏差，以满足特定情况下对直流母线电压的严格要求。最后，搭建了风储孤岛直流微网硬件在环仿真（HILS）实验系统，实验结果表明，所提多源协调控制策略可有效避免蓄电池的深度充放电并提升直流母线电压质量。