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孤岛运行微电网的同步定频电流控制原理与验证

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电力系统自动化 2019年第15期43卷 132-138页

作者：徐丙垠徐化博赵艳雷葛浩天彭克仉志华山东理工大学智能电网研究院山东省淄博市255000 中国石油大学(华东)信息与控制工程学院山东省青岛市266580

现有的孤岛运行微电网的主从控制方法只适用于有大容量支撑电源的小型系统;对等控制方法存在产生功角与频率稳定问题,且不能很好地适应微电网运行条件。针对全逆变器微电网,提出逆变器利用卫星授时信号同步,产生相位相同、频率固定为工... 详细信息

现有的孤岛运行微电网的主从控制方法只适用于有大容量支撑电源的小型系统;对等控制方法存在产生功角与频率稳定问题,且不能很好地适应微电网运行条件。针对全逆变器微电网,提出逆变器利用卫星授时信号同步,产生相位相同、频率固定为工频的电流,采用I/U下垂控制实现有功与无功出力按照逆变器的容量比例进行分配;采用常规的无功补偿方法实现无功功率的就地补偿,降低逆变器的无功功率输出。通过数字仿真与物理试验,验证了所提方法的可行性与有效性。由于所有逆变器输出电流的频率与相位均相同,使得交流微电网的电压控制过程与直流微电网类似,避免了功角与频率稳定问题,控制方法简单、直接,功率分配合理。

关键词：微电网(微网) 同步定频电流 I/U下垂控制功率分配

基于信号同步注入的多源配网阻抗测量防孤岛保护方法

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中国电机工程学报 2024年第22期44卷 8834-8845,I0012页

作者：徐化博陈羽徐丙垠王全孙伶雁孙中玉王鹏玮山东理工大学电气与电子工程学院山东省淄博市255049 国网山东省电力公司济南供电公司变电检修中心山东省济南市250001 山东大学电气工程学院山东省济南市250061

分布式电源(distributed generator,DG)并网运行需配备防孤岛保护,以避免电网停电产生非计划孤岛。阻抗测量法相比于过/欠压(over/under-voltage, OUV)和过/欠频(over/under-frequency,OUF)等被动式防孤岛保护,具有检测盲区小,不易误动... 详细信息

分布式电源(distributed generator,DG)并网运行需配备防孤岛保护,以避免电网停电产生非计划孤岛。阻抗测量法相比于过/欠压(over/under-voltage, OUV)和过/欠频(over/under-frequency,OUF)等被动式防孤岛保护,具有检测盲区小,不易误动等优势。但现有信号注入策略及孤岛保护判据无法应对多DG系统中信号干扰引起的保护失效问题。为此提出利用外部同步信号实现检测信号同步注入的阻抗测量方法。在分析孤岛前后DG测量阻抗特征的基础上,确定基于阻抗角的孤岛保护方案,并依据对线路参数,电网谐波及注入信号频率的分析,提出保护判据。最后,结合DG控制策略给出保护的信号注入及检测方法。基于RTDS的仿真验证表明,该文方法可有效辨识电网扰动及孤岛运行状态,并且避免了OUV、OUF的拒动及误动问题。

关键词：配电网防孤岛保护同步信号注入阻抗角判据卫星授时

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基于虚拟谐波电阻的微网同步定频电流控制法

电测与仪表 2021年第3期58卷 153-159页

作者：徐化博赵艳雷毕永健山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000

孤岛微网同步定频电流控制法具有逆变器间功率均分效果受系统运行参数影响小,抗电压扰动能力强,实现方法简单等优势。但是,其应用于含非线性不平衡负荷的微网时存在电压畸变及不平衡问题。为此,文中提出基于虚拟谐波电阻的同步定频电流... 详细信息

孤岛微网同步定频电流控制法具有逆变器间功率均分效果受系统运行参数影响小,抗电压扰动能力强,实现方法简单等优势。但是,其应用于含非线性不平衡负荷的微网时存在电压畸变及不平衡问题。为此,文中提出基于虚拟谐波电阻的同步定频电流控制法,通过引入虚拟谐波电阻,降低逆变器低次谐波频域的输出阻抗,抑制电压畸变及电压不平衡。同时,在并联逆变器间实现谐波电流的合理均分。建立逆变器的输出阻抗模型,依据模型分析发现虚拟谐波电阻会引起谐振并放大高次电压谐波,为此采用有源阻尼控制抑制谐振产生。仿真及实验结果表明所提控制方法可以有效的改善电压波形质量并实现逆变器间谐波电流的合理均分。

关键词：孤岛微网同步定频电流控制虚拟谐波电阻非线性不平衡负荷谐波抑制

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基于μPMU的孤岛微电网多源协调控制方法

电测与仪表 2022年

作者：魏新迟徐化博方陈徐丙垠柳劲松国网上海市电力公司电力科学研究院山东理工大学电气与电子工程学院

目前，孤岛微电网的对等控制方法普遍存在频率控制偏差大、功率分配精度低、电源即插即用困难及微网多区域间互联困难等问题。为此，文章提出了基于μPMU的孤岛微网多源协调控制方法，该方法由I-U下垂及电流环级联构成，利用μPMU提供...

目前，孤岛微电网的对等控制方法普遍存在频率控制偏差大、功率分配精度低、电源即插即用困难及微网多区域间互联困难等问题。为此，文章提出了基于μPMU的孤岛微网多源协调控制方法，该方法由I-U下垂及电流环级联构成，利用μPMU提供的授时信号在各分布式电源内部产生幅值及相位一致的虚拟内电势，控制微网频率始终运行于50Hz，实现电源的即插即用及微电网多区域间的互联控制；依据μPMU提供的母线电压参与I-U下垂控制，抑制电源间环流，提高功率的分配精度，降低电压控制偏差。此外，基于小信号模型，分析了负荷及线路参数对系统稳定性的影响，并通过求解特征值轨迹确定合理的控制参数。最后，仿真及试验验证了所提方法的可行性及有效性。

关键词：

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孤岛微电网电流同步U-I下垂控制方法

电测与仪表 2024年第5期61卷 190-197页

作者：徐化博赵艳雷路茂增毕永健山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000

采用电压-电流(U-I)下垂控制的孤岛微电网系统始终运行于工频频率,避免了传统下垂控制存在的频率偏差及频率越限问题,但电源间易产生环流,功率分配精度差。为此,提出电流同步U-I下垂控制方法,该方法由电流同步控制及U-I幅值下垂控制两... 详细信息

采用电压-电流(U-I)下垂控制的孤岛微电网系统始终运行于工频频率,避免了传统下垂控制存在的频率偏差及频率越限问题,但电源间易产生环流,功率分配精度差。为此,提出电流同步U-I下垂控制方法,该方法由电流同步控制及U-I幅值下垂控制两部分构成。前者通过调节输出电压相角使各电源输出电流相角一致,以抑制电源间环流;后者依据输出电流的幅值调节输出电压的幅值,使各电源出力依据自身容量分配。在此基础上,建立双端系统的小信号模型,分析电流同步控制环路中控制参数对系统稳定性的影响,为参数设计提供依据。仿真及实验结果表明,相比U-I下垂控制,所提方法的系统环流减小50%以上,电压畸变率改善近10%,电源间功率分配精度及系统电能质量均得到明显提升。

关键词：电流同步U-I下垂控制定频控制孤岛微网环流抑制卫星授时

电压协同的多源配电网阻抗角测量防孤岛保护方法

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供用电 2024年第9期41卷 78-89页

作者：高宜凡陈益哲甘锴王超徐化博广东电网有限责任公司肇庆供电局广东肇庆526060 山东科汇电力自动化股份有限公司山东淄博255087

随着配电网中分布式电源(distributed generator,DG)渗透率的提高,电网停电引起的非计划孤岛问题日益严峻。阻抗测量防孤岛保护方法因检测盲区小、不易误动、电能质量影响小等优势,日益受到人们的关注,但多源配电网中DG数量变化及注入... 详细信息

随着配电网中分布式电源(distributed generator,DG)渗透率的提高,电网停电引起的非计划孤岛问题日益严峻。阻抗测量防孤岛保护方法因检测盲区小、不易误动、电能质量影响小等优势,日益受到人们的关注,但多源配电网中DG数量变化及注入信号相互干扰会导致保护失效。为此,提出基于电压协同注入的阻抗角测量防孤岛保护。首先,设计了基于阻抗角测量的孤岛辨识判据,避免了DG运行数量变化的影响。然后,结合DG控制策略,设计了一种信号注入及阻抗角测量方法。所提方法使得各DG在检测到电压变化时同步注入0.04 s的孤岛检测信号,避免了信号干扰问题,降低了对电能质量的影响。最后,基于实时仿真软件平台RTDS进行仿真验证,证明所提方法可以准确辨识电网扰动及孤岛,有效避免了现有保护存在的拒动及误动问题。

关键词：分布式电源多源配电网电压同步防孤岛保护阻抗角测量

基于U-I下垂的同步定频微网孤岛运行控制策略研究

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现代电子技术 2019年第7期42卷 139-144页

作者：刘韩奇赵艳雷徐化博刘玥妤赵肖雪郭旭山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博252022

微网孤岛运行时,由于微网中各输电线路表现为高R/X特性,导致采用下垂控制的分布式电源(DG)有功无功耦合,难以按其各自的容量对功率进行合理分配。提出一种新的基于U-I下垂的全逆变器型微网控制方法,用于微网孤岛运行时功率分配控制。每... 详细信息

微网孤岛运行时,由于微网中各输电线路表现为高R/X特性,导致采用下垂控制的分布式电源(DG)有功无功耦合,难以按其各自的容量对功率进行合理分配。提出一种新的基于U-I下垂的全逆变器型微网控制方法,用于微网孤岛运行时功率分配控制。每个全逆变器工作在电压控制模式下,经派克变换后的d轴和q轴电压根据d轴和q轴电流实现下垂控制,且同步相量测量(PMU)装置用来提供全局同步参考信号,消除了传统相角测量带来的误差。最后,通过Matlab/Simulink搭建模型进行仿真。仿真结果表明,所提出的控制策略能够对有功无功解耦控制,使功率在不同DG间合理分配,且保证了DG单元的即插即用性。

关键词：微电网微型PMU 全逆变器功率分配下垂全局同步即插即用

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配电网防孤岛保护技术与发展

供用电 2023年第4期40卷 2-8,22页

作者：徐丙垠徐化博杨帆陈羽王超山东理工大学智能电网研究院山东淄博255049 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077 山东科汇电力系统自动化股份有限公司山东淄博255087

分布式电源(distributed energy resources,DER)的大规模接入,给配电网防孤岛保护提出了新挑战。现有反应电压/频率变化的防孤岛保护难以兼顾故障时快速解列DER与系统扰动时不误动的要求,且存在动作死区,亟待予以解决。介绍防孤岛保护... 详细信息

分布式电源(distributed energy resources,DER)的大规模接入,给配电网防孤岛保护提出了新挑战。现有反应电压/频率变化的防孤岛保护难以兼顾故障时快速解列DER与系统扰动时不误动的要求,且存在动作死区,亟待予以解决。介绍防孤岛保护的作用、国内外主要的防孤岛保护方法及其优缺点,总结分析防孤岛保护技术应用现状与存在的问题,就防孤岛保护技术在工程应用中需要解决的问题及其新的研发方向提出了建议。

关键词：防孤岛保护分布式电源有源配电网故障穿越保护误动

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基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略

水电能源科学 2020年第8期38卷 192-196页

作者：任贺赵艳雷徐化博姜雨轩王呈阳许浩文山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000

针对微网孤岛运行采用下垂控制时造成的频率偏差、功率无法精确分配问题,提出一种基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略。以PMU秒脉冲为同步参考信号,计算生成统一参考坐标系的实时旋转相角。基于此相角对各节点可调度型分布式电源逆... 详细信息

针对微网孤岛运行采用下垂控制时造成的频率偏差、功率无法精确分配问题,提出一种基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略。以PMU秒脉冲为同步参考信号,计算生成统一参考坐标系的实时旋转相角。基于此相角对各节点可调度型分布式电源逆变器进行同步控制,使其输出频率固定、相位相同的电压。根据各测点PMU同步功率量测信息,结合各分布式电源额定容量占比,对逆变器输出电压进行二次调整,实现各分布式电源输出功率的精确分配。通过建立传递函数、绘制根轨迹对逆变器功率控制参数进行分析和设计。利用Matlab/Simulink时域仿真模型和微网实验平台共同验证了所提策略的可行性和有效性。

关键词：微网孤岛 PMU 同步定频功率分配