基于光储控制的微电网改进预同步控制及离并网切换策略研究

光储配合的微电网预同步控制和离并网切换策略是保证电网平滑运行的重要支撑。针对微电网和大电网之间存在的电压幅值、相位和频率偏差等问题,基于储能逆变器的V/f控制,引入大电网电压作为控制器参考量,简化预同步控制环节结构,提出一种改进的预同步方法。基于离网到并网负序电流变化,提出孤岛检测方法,确定离网信号的发出。考虑光储电源输出随机性和离并网切换特点,提出两储能单元分时转换V/f控制模式和P/Q控制模式的离-并网切换策略,分时控制降低系统切换冲击。设计离-并网切换试验、并-离网切换试验、三组光储出力并网策略对比实验,仿真运行结果表明,改进预同步方法在保证离-并网电压幅值、频率、相角偏差分别小于1%、±0.1 Hz、5°的同时,结构简单;基于两储能单元切换策略的并-离网切换时间缩短、冲击降低,验证了改进预同步方法和基于两储能单元切换策略的有效性。

北京奥运会国际广播中心临电并网切换

国家电网的相关要求不允许市电与用户单位设施中的临电系统并列运行。但由于奥运会的特殊性,奥运会期间国际广播中心设施的连续供电必须得到保障,在获得特别许可后,针对国际会议中心建筑采用了能满足相关供电需求的并列运行设计(并网切换)。本文概要分析了该操作模式,包括为提高用电可靠性而采用的开关设备的并网能力应满足并网需求,电力公司和其它参与单位对该模式的相关要求。

基于虚拟电容的构网型MMC快速平滑切换策略

为减小构网型模块化多电平换流器黑启动完成后的并网瞬间冲击,提出一种综合考虑并网点电压的幅值、频率及相位的最优并网控制策略。通过实时检测并网两端的电压幅值、频率及相位,达到阈值后开始并网。同时,针对该策略同步时间过长的问题,提出一种基于虚拟电容的构网型模块化多电平换流器快速并网切换控制策略,在控制环节引入虚拟电容快速调节构网型模块化多电平换流器的电压相位,节省储能型模块化多电平换流器的备用容量。最后,通过搭建硬件在环测试平台验证最优并网控制和快速并网切换控制策略的有效性和正确性。

储能系统离并网无缝切换控制策略研究

随着传统能源的日益枯竭,太阳能、风能、潮汐能等可再生能源正迅速发展,但新能源发电存在间歇性的问题,为了确保新能源发电的可持续性和稳定性,储能系统发挥着至关重要的作用。然而,采用传统控制方法,储能系统在离并网切换过程中,切换速度慢,会造成过流冲击,影响系统运行安全。为了解决离并网切换过程中的过流冲击问题,提出了一种基于PQ/VSG控制的储能系统离并网无缝切换控制策略,利用锁相环技术和预同步控制技术,实现储能系统离并网过程的平滑过渡,从而保证电力系统的稳定性。最后,通过仿真验证了基于PQ/VSG的储能系统离并网无缝切换控制策略的有效性。

微网储能变换器并网/离网无缝切换策略仿真

储能及其变换器在微网并网时控制微网与电网的能量交换,离网时保障微网内部敏感负荷供电。通过建立储能逆变器并网/离网控制系统仿真模型研究了并网/离网切换控制策略。对于主动离网过程,提出了一种平滑无过渡过程的切换控制方法;对于被动离网过程,提出了一种基于滞环电流控制的切换控制方法;对于并网切换过程,研究了存在初始相位差的切换控制方法。建立了系统仿真模型,并对3种切换过程进行了仿真,仿真结果表明,所提切换控制方法实现了无冲击无缝切换,能够保障微网中敏感负荷的供电质量。

光储一体化变流器并网/离网切换控制技术研究

针对光伏发电系统和储能系统组成的一体化变流器在并网工作模式与离网工作模式相互切换时采用不同控制策略存在电压畸变和电流冲击的问题,提出基于比例-比例积分(P-PI)的改进下垂控制策略,统一并网/离网控制策略,并在下垂系数中增加积分环节,利用积分环节改善变流器由并网模式切换到离网模式时的稳定性。优化相位修正算法和电压、频率同步控制策略,保证变流器执行并网操作前与电网电压幅值、频率、相位保持一致,实现变流器平滑无缝进入并网工作模式。利用以TMS320F28335数字控制器为核心的光储一体化变流器样机对所设计的并网/离网切换控制策略进行验证,实验结果表明提出的控制策略正确有效,解决了变流器并网/离网工作模式切换过程中电压畸变和电流冲击问题,实现了变流器稳定运行。

微电网并网理论的前提

随着微电源容量的增加以及微电网运行的可靠性日益增强,越来越多的分布式电源已经接入到大电网中,这样不可避免地会给大电网造成冲击。如何减小微电网并网切换时对大电网造成的影响,使其能够由孤岛模式平滑切换到并网运行模式成为重要的研究课题之一,尤其是对并网时刻的选取亟需从实际和理论两方面进行综合分析。笔者首先从理论上分析了微电网并网运行时所需满足的条件,并且以V/f控制方式的微电网为研究对象,建立了微电网模型。通过Simulink仿真软件对单机带负荷微电网进行并网仿真,论证理论的正确性,最终确定使微电网实现平滑切换的最优条件。

区域微电网离网转并网改造方案设计

海南偏远地区配电系统采用微电网供电,利用当地丰富的风光资源进行发电,在兼顾改造成本的前提下,实现无缝计划型离网转并网运行模式的切换,可靠地为当地居民进行不间断供电。对微电网的运行方式及控制原理进行介绍,从系统工作原理和断路器改造成本两方面阐述微电网离转并改造设计方法。

基于VSG的无PLL光储并网预同步控制策略

针对光储虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)微网系统在含锁相环模块的传统预同步控制方式下,其离/并网过程中容易出现电压电流畸变,导致系统不能平滑切换等问题,提出了一种基于相角补偿的无锁相环(PLL)的VSG离/并网预同步控制策略,利用VSG可自动生成相位参考的特性,对电网电压的相位和幅值进行同步追踪来抑制冲击电流,实现频率、电压调节。该预同步策略不但简化了并网预同步控制过程,还可避免因锁相环精度和响应速度的影响而引起的并网逆变器-电网交互系统的稳定性问题,并保证系统的离/并网平滑快速切换。最后仿真验证了该预同步策略的有效性。

一次微电网项目离网转并网失败原因分析

中天南通科创中心光储充微电网项目调试时,无缝切换装置出现离网转并网失败的情况,文章对并网失败的原因进行分析,并提出解决方案。

考虑储能倍率特性与动态PQ控制的非计划离网切换策略

针对非计划离网切换过程中如何有效切除负荷并协调控制主从储能出力的问题进行研究。首先,提出了考虑储能倍率特性约束的分步切负荷方法。该方法利用储能过载特性短时支撑离网后剩余未切除负荷,可克服分步切负荷的缺陷。然后,在切负荷过程中的特定阶段,基于虚拟下垂/惯性控制原理动态调整从储能出力,有效降低主控制单元的调节压力。在此基础上,形成了考虑储能倍率特性约束与动态PQ控制的非计划离网平滑切换控制策略。最后,在Matlab中搭建模型并进行了仿真验证。结果表明,所提策略不仅能够保证切换过程中电压始终维持在较高水平,还可显著降低电压波动幅度,有利于实现切换过程的平滑过渡。

通信基站中的光伏发电离并网控制技术研究

通信基站电能方面消耗巨大,节能减排日益受到人们的重视,而新能源供电系统在这一领域发挥了重要作用。但是,这种供电方式存在系统稳定性差等问题。为了更好地实现通信基站节能减排指标,同时保证系统可靠稳定运行,设计了一种分布式光伏发电与市电互补供电系统。该系统可以实现光伏发电离并网自动切换,具备有市电时并网运行和市电断电时的离网运行两种工作模式,且在系统运行过程中优先利用光伏发电系统为负载供电,在为通信基站节能减排的同时实现余电上网,增加基站电费收益。目前,该系统在河南某基站试运行效果良好,节能减排增收效果明显。

苏州某产业园区域交直流混合配电网控制方法研究

交直流混合配电网因其兼具交流配电网和直流配电网的优势是未来的发展趋势。介绍了苏州某产业园区域交直流混合配电网结构与运行特点,结合产业园区域交直流混合配电网实际网架结构、运行原则以及运行方式等特点,给出了产业园区交直流混合配电网的协调控制方法,包括配电网正常运行、故障情况和离并网切换3种情况下的控制策略。提出的控制策略有利于提升供电能力,提高供电可靠性和电能质量,实现多点同期与离网灵活切换和实现快速故障隔离与自愈,具有极强的推广性。

基于储能的可再生能源微网运行控制技术

建立了包括光伏、风电、储能和能量管理系统(EMS)的典型微网结构,给出了基于储能的微网组网方案和运行控制方式,分析了储能在微网离网运行、并网运行及无缝切换等过程中的控制作用。基于LCL滤波器的储能电压源型变换器,提出了包含逆变器滤波电感电流环、滤波电容电压环和并网电感电流环的三环控制策略,通过保持内部两环的稳定性实现微网运行模式的平滑转换。最后,搭建了微网研究与测试平台,验证了上述控制策略的有效性。

抑制微网中谐波电流的逆变器控制策略研究

针对同时包含非线性负荷和线性负荷的微网,将分布式电源(DG)分为只带线性负载的和带有非线性负载的两类。对于带有非线性负载的DG,提出了一种基于dq坐标瞬时功率理论的谐波电流补偿算法,通过测得的微网内非线性负载谐波电流和逆变器额定功率输出,计算逆变器的参考电流,并采用滞环控制对逆变器进行控制;对只带有线性负载的DG采用传统下垂控制方法。用此种方法实现了该微网系统并网和孤岛模式的平滑切换和两种模式下的谐波抑制,并用Matlab/Simulink验证了该控制策略的有效性。

太钢10000kW同步电机变频励磁系统运行分析及对策

阐述了太钢10000kW同步电机变频励磁系统的组成、控制原理,并进行了系统运行分析,利用软件编程和PLC控制技术相结合,给出了对策,解决存在的问题。

阻抗隔离型中压并联式UPS控制策略研究

UPS作为高敏感、大容量负荷的电力保障设备,能在电网受到扰动或发生故障时为负荷提供安全可靠的供电。提出了一种适用于并联连接至中压配电网的阻抗隔离型UPS的控制设计思路。为使UPS外部输出特性兼具响应速度和抗扰性能,内部三相逆变器采用了基于电压控制型虚拟同步发电机技术的功率控制及电压电流双闭环控制,配合电网电压和频率偏差响应,保证负载电压稳定,并实现网侧接近单位功率因数运行;设计了电网故障的隔离及故障恢复后的准同步并网控制策略,实现UPS系统离并网过程的无缝切换。最后在PSCAD/EMTDC上搭建了UPS系统运行的仿真模型,验证了所研究拓扑及控制策略的有效性和可行性。

超导磁储能技术在微电网中的应用

超导磁储能系统可以长期、高效、无损地存储电能,具有响应速度快、功率密度高、效率高等优点,在微电网领域具有重要的应用价值。首先对超导磁储能系统基本原理进行详细梳理,其次对超导磁储能系统在微电网领域中解决微电源随机问题、短路故障问题、并网/孤岛模式切换问题的研究现状进行归纳总结,最后从大容量高温超导磁体技术、混合超导储能装置、超导磁体研究的新方向三个方面对未来超导磁储能系统在微电网领域的发展进行展望。