事件触发改进一致性算法的孤岛混合微电网并联互联变流器分布式协调控制策略

在交直流混合微电网中,并联互联变流器(parallel bidirectional power converters,BPCs)可以实现大容量的功率传输,以满足新型电力系统在空间上的供需匹配。如何在占用更少资源的同时协调控制BPCs实现功率的比例共享,是交直流混合微电网中BPCs控制的研究难点。因此,该文设计了一种针对BPCs的事件触发改进一致性协调控制策略。以归一化下垂控制为基础,提出了改进的比例功率一致性算法,实现BPCs间高精度比例功率共享。在此之上,基于BPCs比例功率误差建立事件触发改进一致性算法,并预设触发函数的预判阈值,从而降低系统在稳定状态下的通信次数。最后进行仿真对比分析,结果表明该文提出的方法相比基本一致性算法通信量减少98.35%;同时,与现有控制策略相比,该文提出的方法有着更好的控制性能。

采用下垂控制并网的光伏微电网优化潮流分析

为了控制当前的环境污染问题并解决能源短缺问题,微电网作为新型电力网络逐渐进入人们的视野,为我国能源问题带来了新机遇。相比于传统电网,微电网中存在大量采用下垂控制的电压型电源,其无法等值成传统潮流计算中的节点类型,因此传统电网的潮流计算方法已经不再适用于微电网。从微电网的整体控制策略入手,考虑了孤岛微电网实际存在的不同分布式电源的控制方式。建立了微电网中分布式电源模型与负荷模型。对传统电网潮流计算中应用的牛顿-拉夫逊法进行改进,得到适用于孤岛微电网的潮流计算方法。所提方法的特点是采用全节点雅可比矩阵,所有节点都参与系统的状态变化的修正,不再设置平衡节点,同时将系统频率也纳入了状态变量中。最后对改进的潮流算法进行了验证。

一种基于MPPT多级扰动的孤岛检测方法

为确保光伏发电并网系统稳定运行,针对传统的主动式孤岛检测方法对电能质量影响较大、功率损耗较多等问题,提出一种基于MPPT多级扰动的方法来检测并网光伏系统的孤岛状态。该方法通过周期性多级扰动Boost电路的占空比来减小逆变器的有功输出功率,从而在孤岛状态下使并网点电压低于设定的最小阈值,而在并网状态下对其影响可忽略不计。根据并网点电压大小选择占空比的扰动方式,并根据其值实时计算具体扰动量,可有效降低对电网和用电设备的影响,减小功率损耗。在进行参数设计时,要充分考虑恶劣工况下的检测质量,以消除检测盲区。最后,在不同情况下对所提方法进行仿真测试。结果表明,该方法在减小功率损失、提高孤岛检测效率等方面具有显著优势。

分布式光伏孤岛检测研究

本研究提出一种优化的主动频率偏移法。该方法不仅能较快检测出孤岛,还能将系统逆变电流总谐波畸变率降到最低,最后在仿真平台上得到验证。

基于谐波电压突变与盲区识别的自适应混合式孤岛检测法

孤岛检测技术是分布式光伏规模化接入配电网的关键技术。正反馈主动移频法(active frequency drift with positive feedback,AFDPF)是目前应用最广泛的主动式孤岛检测法之一,针对其存在的对电能质量影响大、可靠性差的问题,提出一种基于谐波电压突变与盲区识别的自适应混合式孤岛检测法。首先,提出以突变量检测加延时的方式替代传统谐波电压检测法的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)值整定,构建孤岛保护启动判据;其次,基于过/欠压及过/欠频法的检测盲区识别,构建扰动自适应注入判据;最后,基于判据系数以及频率波动,完成传统AFDPF的自适应改进,并推导检测无盲区时正反馈系数的取值范围。仿真结果表明,该方法可有效过滤非孤岛工况,避免因不必要扰动注入引起的电能质量下降问题,通过选择合适的正反馈系数,改进AFDPF检测快速且不存在盲区。所提方法可兼顾快速性、可靠性、实用性和电能质量等多方面因素,对于分布式光伏规模化接入配电网的孤岛检测问题研究具有重要意义。

基于改进Adaboost算法的分布式光伏发电孤岛检测方法

由于分布式光伏发电具有随机性与不确定性,导致电力系统日常运行中极易出现孤岛效应,影响系统安全与稳定,文章提出基于改进Adaboost算法的分布式光伏发电孤岛检测方法。采集并预处理分布式光伏发电系统的PCC点电压信号,提取PCC点电压信号的小波包能量熵作为信号特征,构建改进的improved-Adaboost分类器,输入信号特征,输出分布式光伏发电孤岛状态的检测结果。实验结果表明:该设计方法不仅可以实现分布式光伏发电孤岛的100%正确检测,且能够满足相关标准对孤岛检测时间的要求。

模块化串联结构电源系统中两级分组控制的故障检测策略

为保障模块化串联结构电源系统的正常运行,探讨模块化串联结构电源系统中两级分组控制的故障检测策略。该方法通过优化模块化串联结构电源的故障反馈信号接收机制,引入基于最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)的两级分组控制直流孤岛检测技术。同时,设计故障判据,并优化检测结果输出流程。通过实际案例验证,文章提出的方法能够在短时间内精准检测出故障,从而显著提升电源系统的运行稳定性。

海岛低碳综合能源微网优化方案设计

海岛微网不同季节的风光出力和负荷水平不同并且缺少跨季节性的长期储能方式,导致了当前海岛微网大规模弃风弃光和高额碳排放。为了提高风光利用率和降低碳排放,建立了包含氢储能系统和海水源热泵的海岛综合能源微网。以最小化年化成本、最小化弃风光率、最小化碳排放量为目标函数,以分布式电源出力和功率平衡为约束,采用NSGA-Ⅲ算法对各分布式电源的容量进行多目标优化配置,使用模糊隶属度函数选取综合满意度最大的解,算例结果证明了综合能源微网的优越性,为今后海岛微网的规划建设提供参考。

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。

区域电源孤岛运行下电压频率稳定性控制方法

为了抑制电压波动,保证电网运行的稳定性,实现对微电网电源的高质量控制,本研究提出区域电源孤岛运行下电压频率稳定性控制方法。构建发电电源与储能单元数学模型,在设定区域电源充放电过程中,储能单元的电阻值设为恒定数值。根据恒压恒频控制原理,设定区域电源孤岛运行模式控制策略,结合模糊控制理论,完成电压频率稳定性控制。实验结果表明,所提方法可以在孤岛运行环境下,对电源输出的有功功率、无功功率以及母线电压的稳定性进行高质量控制,有利于提升微电网运行的稳定性。

高密度电法在建筑地基勘察中的应用和改进建议

高密度电法是一种重要且成熟的电法勘探技术。本文论述了高密度电法的基本原理,以工程实例介绍了高密度电法在建筑地基基础勘察方面,对石灰岩基地中岩溶、裂隙的防范性探测和建筑地基处于采空区时的探测。总结了最近几年高密度电法的技术进展—三维高密度电法和超高密度电法技术,超高密度电法开发了新的采集形式,采集信息巨大,在工程地质领域取得了很好的效果;创新地提出了高密度电法仪器的改进思路,提升高密度电法的勘探深度和精度。

氢燃料电池发电装置海上应用可行性分析

本文从氢燃料电池发电装置海上应用的角度,论述了其在孤岛微电网、船用电源等场景下的国内外技术对比、市场前景、关键技术难点及解决思路分析,对我国氢燃料电池发电装置海上应用可行性具有一定参考价值。

基于负序功率正反馈的孤岛检测新方法

针对某些微网孤岛检测方法存在检测盲区以及具有破坏性等特点,提出了一种基于负序功率正反馈的孤岛检测新方法。该方法在微网原有控制系统中,引入负序功率正反馈回路,通过检测负序功率增益的大小判断孤岛的发生。该方法能在IEEE Std.1547标准中所定义的最恶劣情况下,快速、准确地检测出孤岛状态,并具有无盲区和非破坏性的特点,同时,该方法在微网单相断开、两相断开情况下,仍能正确识别孤岛状态,并可在伪孤岛现象发生的情况下避免误判。

基于双重判据的微电网快速孤岛检测技术

为了实现微电网并网/孤岛模式的无缝切换,孤岛检测过程中的快速性、可靠性及微扰动性是至关重要的。根据微电网等值阻抗在孤岛前后突变的特性,构建了分压器电路,并通过并联谐振单元参数的优化设置,利用谐振单元端口电压包络线斜率突变和端口电压幅值变化进行孤岛检测双重判定,将孤岛状态的判定用时缩短到0.007 0 s以内的同时,极大提高了孤岛前后检测特征量的变化幅度。通过MATLAB/Simulink仿真计算验证了该双重判据应用于微电网孤岛检测的有效性。

微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。

有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。

考虑微电网供电潜力的配电网孤岛划分

针对含微电网的配电网发生故障后恢复供电的孤岛划分问题,提出考虑微电网供电潜力的配电网多目标孤岛划分优化模型。首先提出了考虑微电网内间歇性电源与负荷随机性的基于风险电量的微电网供电潜力评估方法,在此基础上建立了以恢复供电的负荷加权和尽可能大、孤岛数尽可能少、孤岛平均供电综合置信度水平尽可能高为目标函数的配电网孤岛划分优化模型;通过比较单目标方向寻优所得非劣解构成的Pareto解集与理想目标的满意度距离,建立了求解多目标优化问题的优化方法。算例表明所提多目标孤岛划分模型与方法能够得到较为满意的供电恢复方案。

考虑电氢耦合的混合储能微电网容量配置优化

在当前电氢联系日益紧密以及微电网技术发展日益成熟的条件下,以单位电量成本、负载失电率和能量过剩率为目标函数,提出考虑电氢耦合的混合储能微电网容量优化配置方法。其中,氢储能系统主要包括电解槽、燃料电池及储氢罐等元件。该储能系统清洁无污染,能够提高光伏发电利用率,平抑直流母线电压波动。采用粒子群优化算法求解具体算例,得到综合经济性与供电可靠性最优的容量配置结果。通过对比分析不同优化算法与权重系数对配置结果的影响,验证了所提方法的有效性。采用RT-LAB半实物仿真平台将配置结果运用在实际情况下,保证了系统在实际工作中的经济性与稳定性。

城市综合交通供电系统的协调控制策略

电气化轨道交通车辆和电动汽车将是未来城市电网负荷的重要组成部分,其供电系统安全运行的意义重大。根据牵引供电系统和电动汽车充电的特点,同时考虑可再生能源的有效利用,提出了基于直流微电网的城市综合交通供电系统,描述了系统的基本组成和拓扑结构。为了保证系统各单元的稳定运行,提出了基于DBS和低带宽通信的协调控制策略,将系统运行划分为4种工作模式,并通过电压信号同步预处理环节对各模式间的切换信号进行了优化;同时利用各单元的信息交换能力,提出了基于自适应虚拟阻抗的改进下垂控制,实现了分布式电源间的功率均分。仿真结果表明,该控制策略可以维持直流母线电压的稳定,实现系统的功率平衡,为城市综合交通供电系统的运行提供支撑。

低频电源注入式主动孤岛检测方案

用户侧并网的分布式电源发生孤岛运行的可能性较大,从用电安全和电能质量考虑,必须快速、准确地检测出孤岛。提出一种外加20Hz低频电源注入式主动孤岛检测方案,把相当于零序分量的20Hz分量注入380V系统,根据孤岛发生前后20Hz分量的变化特征识别孤岛。对方案的构成、检测原理、参数设计及对电能质量的影响进行详细描述和分析,并用MATLAB进行建模仿真,验证了分析结果的正确性。根据分析结果提出基于绝对值幅值比较原理的孤岛识别判据,并在分布式电源并网接口装置中进行了实现。最后,在某小型屋顶分布式光伏发电系统中进行了实验验证。