由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一...由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一问题,提出了一种基于一致性算法及自适应下垂控制的储能单元SOC均衡控制策略。首先,通过定义电流比例系数,建立了各储能单元下垂系数与SOC之间的函数关系式,实现了储能单元自适应SOC均衡,并通过劳斯判据证明了系统的稳定性。其次,将所提控制策略与其他文献控制方法进行对比,并且考虑了4种不同工况对SOC均衡的影响。最后,通过Matlab/Simulink进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。展开更多
为解决孤岛模式下交直流混合微电网稳定运行的问题,文中提出一种孤岛交直流混合微电网柔性多状态开关(soft normally open point, SNOP)统一下垂控制策略。该策略基于系统功率平衡关系,通过归一化方法将2条馈线的频率下垂特性和直流电...为解决孤岛模式下交直流混合微电网稳定运行的问题,文中提出一种孤岛交直流混合微电网柔性多状态开关(soft normally open point, SNOP)统一下垂控制策略。该策略基于系统功率平衡关系,通过归一化方法将2条馈线的频率下垂特性和直流电压下垂特性相结合,根据交流频率和直流电压的变化情况,判断系统的运行状态,并通过SNOP统一调节交流子网频率和直流子网电压,使交、直流微电网能够均衡承担系统总功率变化量,从而确保交流频率和直流电压稳定在系统允许范围内。同时,为了优先确保分布式电源的就近消纳,避免SNOP的非必要动作,设计了SNOP的调节死区,使得交、直流微电网能够优先利用各子网内分布式电源,从而减少SNOP交、直流侧功率的频繁交互。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提统一下垂控制策略的有效性。展开更多
在光储孤岛直流微电网中,需要最大化利用光伏发电,通常对光伏系统采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术。但传统的MPPT控制速度慢、精度低,特别是在局部阴影情形下极易陷入局部最优解。基于此,首先提出一种将布...在光储孤岛直流微电网中,需要最大化利用光伏发电,通常对光伏系统采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术。但传统的MPPT控制速度慢、精度低,特别是在局部阴影情形下极易陷入局部最优解。基于此,首先提出一种将布谷鸟搜索算法与电导增量法相结合的混合MPPT控制。利用布谷鸟搜索算法快速全局寻优,再使用电导增量法精确定位,实现快速而准确地跟踪最大功率点。储能单元是光储直流微电网的重要组成部分,其输出电流均分、荷电状态(stateof charge, SoC)均衡和直流母线电压稳定是主要控制目标。但电流均分受线路电阻差异的影响,进而影响SoC均衡和直流母线电压稳定,于是设计一种新的电压电流双环控制策略以实现上述目标。该策略在电压外环采用母线电压作为反馈值,在电流内环中设计了基于一致性算法的控制策略,将SoC与指数函数结合并引入加速因子,使得在充放电过程中实现SoC的快速均衡。所提控制策略既不需要下垂控制,也无需二次补偿控制,减轻了通信负担。最后在Matlab/Simulink中搭建直流微电网系统模型,验证所设计新的混合MPPT控制和电压电流双环控制策略的有效性。展开更多
目前,直流微电网在全球范围内快速发展,开展充分的稳定性分析工作是其稳定运行的前提。伴随着大量电力电子装置的接入,相较于传统电网,直流微电网系统等效惯性不足,在经历电网故障、电压暂降或恒功率负载接入接出等大扰动场景后,其状态...目前,直流微电网在全球范围内快速发展,开展充分的稳定性分析工作是其稳定运行的前提。伴随着大量电力电子装置的接入,相较于传统电网,直流微电网系统等效惯性不足,在经历电网故障、电压暂降或恒功率负载接入接出等大扰动场景后,其状态变量易发生大范围变化,暂态稳定性问题突出。Lyapunov方法是分析暂态稳定性问题的常用方法,但在直流微电网领域中缺少指导构建Lyapunov函数的通用策略,很难直接进行应用。此外,为了提高稳定性,亟待开展以提升暂态稳定性为导向的控制参数优化设计研究。针对以上问题,针对直流微电网系统,考虑DC-DC变换器控制环路,基于平方和(sum of squares,SOS)规划方法开展暂态稳定域估计与参数优化研究,首先,通过设计SOS优化问题,改进传统拓展内部算法求解并获得最大化Lyapunov函数水平集实现对系统稳定域的估计,通过与系统实际稳定域进行对比,验证了所提方法的准确性,与其他现有方法估计的稳定域相比,所提方法保守性大幅降低。随后,基于SOS规划,以拓展稳定域为目标,对电压控制环路参数进行优化。最后,硬件在环仿真实验结果表明,采用优化控制参数后,直流微电网系统稳定域得到扩展,抗扰动能力有效提升,暂态稳定性进一步增强。展开更多
独立直流微电网中存在的大量恒功率负载(constant power load,CPL)会减小直流微网的阻尼,易引发母线电压的振荡甚至大幅跌落。为此,提出一种有源阻尼方法来提高系统的稳定性,在不增加传感器的前提下,通过在储能电池变换器端口处并联虚...独立直流微电网中存在的大量恒功率负载(constant power load,CPL)会减小直流微网的阻尼,易引发母线电压的振荡甚至大幅跌落。为此,提出一种有源阻尼方法来提高系统的稳定性,在不增加传感器的前提下,通过在储能电池变换器端口处并联虚拟电阻来提高变换器的阻尼,从而抑制其谐振峰值;给出有源阻尼参数的设计方法,并利用频率稳定判据分析所提并联虚拟电阻方法对系统稳定性的影响;还通过仿真对比传统的阻尼方法与本文所提方法的性能。实验结果验证了并联虚拟电阻方法可在较宽频段有效提高独立直流微电网系统稳定性。展开更多
文摘由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一问题,提出了一种基于一致性算法及自适应下垂控制的储能单元SOC均衡控制策略。首先,通过定义电流比例系数,建立了各储能单元下垂系数与SOC之间的函数关系式,实现了储能单元自适应SOC均衡,并通过劳斯判据证明了系统的稳定性。其次,将所提控制策略与其他文献控制方法进行对比,并且考虑了4种不同工况对SOC均衡的影响。最后,通过Matlab/Simulink进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。
文摘为解决孤岛模式下交直流混合微电网稳定运行的问题,文中提出一种孤岛交直流混合微电网柔性多状态开关(soft normally open point, SNOP)统一下垂控制策略。该策略基于系统功率平衡关系,通过归一化方法将2条馈线的频率下垂特性和直流电压下垂特性相结合,根据交流频率和直流电压的变化情况,判断系统的运行状态,并通过SNOP统一调节交流子网频率和直流子网电压,使交、直流微电网能够均衡承担系统总功率变化量,从而确保交流频率和直流电压稳定在系统允许范围内。同时,为了优先确保分布式电源的就近消纳,避免SNOP的非必要动作,设计了SNOP的调节死区,使得交、直流微电网能够优先利用各子网内分布式电源,从而减少SNOP交、直流侧功率的频繁交互。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提统一下垂控制策略的有效性。
文摘在光储孤岛直流微电网中,需要最大化利用光伏发电,通常对光伏系统采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术。但传统的MPPT控制速度慢、精度低,特别是在局部阴影情形下极易陷入局部最优解。基于此,首先提出一种将布谷鸟搜索算法与电导增量法相结合的混合MPPT控制。利用布谷鸟搜索算法快速全局寻优,再使用电导增量法精确定位,实现快速而准确地跟踪最大功率点。储能单元是光储直流微电网的重要组成部分,其输出电流均分、荷电状态(stateof charge, SoC)均衡和直流母线电压稳定是主要控制目标。但电流均分受线路电阻差异的影响,进而影响SoC均衡和直流母线电压稳定,于是设计一种新的电压电流双环控制策略以实现上述目标。该策略在电压外环采用母线电压作为反馈值,在电流内环中设计了基于一致性算法的控制策略,将SoC与指数函数结合并引入加速因子,使得在充放电过程中实现SoC的快速均衡。所提控制策略既不需要下垂控制,也无需二次补偿控制,减轻了通信负担。最后在Matlab/Simulink中搭建直流微电网系统模型,验证所设计新的混合MPPT控制和电压电流双环控制策略的有效性。
文摘目前,直流微电网在全球范围内快速发展,开展充分的稳定性分析工作是其稳定运行的前提。伴随着大量电力电子装置的接入,相较于传统电网,直流微电网系统等效惯性不足,在经历电网故障、电压暂降或恒功率负载接入接出等大扰动场景后,其状态变量易发生大范围变化,暂态稳定性问题突出。Lyapunov方法是分析暂态稳定性问题的常用方法,但在直流微电网领域中缺少指导构建Lyapunov函数的通用策略,很难直接进行应用。此外,为了提高稳定性,亟待开展以提升暂态稳定性为导向的控制参数优化设计研究。针对以上问题,针对直流微电网系统,考虑DC-DC变换器控制环路,基于平方和(sum of squares,SOS)规划方法开展暂态稳定域估计与参数优化研究,首先,通过设计SOS优化问题,改进传统拓展内部算法求解并获得最大化Lyapunov函数水平集实现对系统稳定域的估计,通过与系统实际稳定域进行对比,验证了所提方法的准确性,与其他现有方法估计的稳定域相比,所提方法保守性大幅降低。随后,基于SOS规划,以拓展稳定域为目标,对电压控制环路参数进行优化。最后,硬件在环仿真实验结果表明,采用优化控制参数后,直流微电网系统稳定域得到扩展,抗扰动能力有效提升,暂态稳定性进一步增强。
文摘独立直流微电网中存在的大量恒功率负载(constant power load,CPL)会减小直流微网的阻尼,易引发母线电压的振荡甚至大幅跌落。为此,提出一种有源阻尼方法来提高系统的稳定性,在不增加传感器的前提下,通过在储能电池变换器端口处并联虚拟电阻来提高变换器的阻尼,从而抑制其谐振峰值;给出有源阻尼参数的设计方法,并利用频率稳定判据分析所提并联虚拟电阻方法对系统稳定性的影响;还通过仿真对比传统的阻尼方法与本文所提方法的性能。实验结果验证了并联虚拟电阻方法可在较宽频段有效提高独立直流微电网系统稳定性。
