基于下垂控制的应急微电网逆变器惯量自趋优方法

在灾害导致城市配电网大面积停电时,应急微电网可以在部分停电区域利用柴油发电应急车和储能应急车对其中的重要负荷进行应急供配电,而储能逆变器和同步发电机在能量变换和惯性环节的差异会导致微电网负荷波动过程中产生环流功率造成逆变器的输出功率波动过大。为此分析应急微电网中的频率变换率和系统环流的机理,为抑制系统环流功率,设计基于下垂控制的逆变器惯量自趋优策略,搭建应急微电网中储能逆变器的并联控制器,进一步通过仿真和半实物仿真实验,来验证惯性环节自趋优策略下系统动态过程中功率均分的特性。实验结果证明,在应急微电网中,基于下垂控制改进的惯性环节可以及时自适应储能逆变器的惯量,实现柴油发电机和储能逆变器并联系统动态和稳态的功率良好均分,提升应急微电网多类型电源并联系统的供电可靠性。

应急微电网中柴储移动电源的协调及均衡控制策略

配电网发生停电事故时,可组建应急微电网来应急供应电力。由于应急微电网存在临时建立、通信条件差、工况多变及电源车频繁插拔等问题,提出了应急微电网中柴储移动电源的协调及均衡控制策略,同时将储能与柴油发电机作为主电源供电。所提控制在一次下垂控制与二次频率及电压恢复控制的基础上加入均衡控制,并基于不同时间尺度解耦。其中,柴油发电机的均衡控制通过反馈频率控制信号来修正稳定运行点,以补偿调速器测量误差实现出力均衡;储能的均衡控制根据荷电状态偏差动态调节下垂斜率,以实现荷电状态的均衡。所提控制策略不依赖于中央控制器,有利于应急供电的迅速开展。最后,仿真验证了控制策略的可行性与有效性。

灾害条件下移动应急电源组网和分散控制策略

提出在灾害导致城市配电网大面积停电时,对停电区域进行区域划分,然后在各区域利用移动应急电源组成应急微电网对其中的重要负荷供电。针对该应急微电网,所提出的分散控制策略采用分层控制思想,一次控制采用传统的线性下垂控制;二次控制通过基于本地信息的反馈控制,无需中央控制器和通信网络即可实现系统频率、电压的二次调节,使其维持在允许的范围内。二次控制中低通滤波器的设计,实现一次、二次控制的动态解耦,减弱二者的内部联系。此外,该控制策略能够协调移动应急电源按其容量等比例分配有功负荷。