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多故障工况微网并离网切换教学实验设计

电气电子教学学报 2024年第4期 229-232页

作者：颜宁马广超赵震杰沈阳工业大学电气工程学院奥尔堡大学能源系

微网MG(Microgrid)在发生故障时参数呈现多变特性，为让学生能够直观地了解不同故障工况下MG特征参数演变规律，设计了MG多故障工况下的模拟实验。首先，选择MG控制策略，分析MG故障下的并离网条件；其次，设计MG多工况下的仿真模拟、... 详细信息

微网MG(Microgrid)在发生故障时参数呈现多变特性，为让学生能够直观地了解不同故障工况下MG特征参数演变规律，设计了MG多故障工况下的模拟实验。首先，选择MG控制策略，分析MG故障下的并离网条件；其次，设计MG多工况下的仿真模拟、实验验证流程与方案，分析不同工况下实验模拟数据的演变特征；最后，通过仿真与实际相结合，加深学生对MG在故障过程中的变化特性的理解，提高学生动手实践能力。

关键词：微网多故障分析并离网切换

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单/三相光储型多微网并离网切换策略

电网技术 2016年第11期40卷 3459-3466页

作者：许志荣杨苹彭嘉俊曾智基赵卓立华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室广东省广州市511458

随着微电网工程的推广应用,多个地域邻近的单微电网因某种需求而互联形成多微网系统。由于多微网系统拓扑结构复杂,具有多种运行模式,如何实现多微网系统在多种运行模式下灵活无缝切换成为亟待解决的问题。针对单/三多微网系统,提出相... 详细信息

随着微电网工程的推广应用,多个地域邻近的单微电网因某种需求而互联形成多微网系统。由于多微网系统拓扑结构复杂,具有多种运行模式,如何实现多微网系统在多种运行模式下灵活无缝切换成为亟待解决的问题。针对单/三多微网系统,提出相应的并离网切换策略,包括主动并网转离网、被动并网转离网和离网转并网策略。其中并网转离网切换策略针对单相微电网接入引起的离网多微网系统三相功率不平衡问题,提出单/三相多微网联络线功率调节算法;离网转并网策略考虑系统容量提出并网顺序方案。最后基于广东省绿色能源技术重点实验室(CET LAB)多微网平台对所提策略进行实验验证,证实了所提策略的有效性和实用性。

关键词：多微网单相/三相并离网切换实验验证

基于相位误差切换的并网逆变器并离网切换策略研究

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可再生能源 2022年第7期40卷 966-971页

作者：边俐争付婷婷李嫚孙军伟郑州电力高等专科学校河南郑州450000 郑州轻工业大学河南郑州450000

在可再生能源快速发展的大背景下,微电网系统能够给大电网带来较高灵活性的能量调度。微电网系统具有并网和孤岛离网两种工作方式,并网时通过并网逆变器向大电网注入交流能量,孤岛离网时能够作为小型电网向附近用电单位供电,但是两种工... 详细信息

在可再生能源快速发展的大背景下,微电网系统能够给大电网带来较高灵活性的能量调度。微电网系统具有并网和孤岛离网两种工作方式,并网时通过并网逆变器向大电网注入交流能量,孤岛离网时能够作为小型电网向附近用电单位供电,但是两种工作方式的切换会给大电网带来能量冲击。对此,文章提出一种相位误差切换的控制策略,实现并离网两种工作方式的平滑切换,以减小对电网带来的冲击。仿真和实验结果证明了所提控制策略的有效性。

关键词：微电网并网离网并离网切换

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一种单相逆变器并离网切换的统一控制策略

电力电子技术 2017年第5期51卷 78-80,96页

作者：焦迪李睿蔡旭上海交通大学电子信息与电气工程学院风力发电研究中心上海200240

分布式能源系统中,逆变器通常具有并网运行与孤岛运行两种模式。当逆变器并网运行时,一般表现为电流源特性,向电网输送功率;当逆变器孤岛运行时,一般表现为电压源特性,控制本地电网电压与频率稳定;逆变器并离网切换过程时需进行两种控... 详细信息

分布式能源系统中,逆变器通常具有并网运行与孤岛运行两种模式。当逆变器并网运行时,一般表现为电流源特性,向电网输送功率;当逆变器孤岛运行时,一般表现为电压源特性,控制本地电网电压与频率稳定;逆变器并离网切换过程时需进行两种控制模式的模式切换。提出一种基于下垂控制的单相逆变器统一控制策略,构造一种电压源电网支撑型逆变器,在并网与离网模式下均可稳定运行,从而实现并离网工况的无缝切换。建立逆变器阻抗模型,基于阻抗模型设计了下垂控制策略和下垂曲线,给出了逆变器并离网切换的控制逻辑,构建了实验样机,通过实验验证了所提出的理论分析和控制策略的可行性。

关键词：逆变器并离网切换分布式能源

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基于自抗扰控制的并离网切换改进研究

电力电子技术 2022年第8期56卷 100-103页

作者：蒋旺陈众励李辉李志浩上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海建筑设计研究院有限公司上海200041

当出现非计划性孤岛时,由于负荷与逆变器功率不匹配,并离网切换瞬间会导致联络线功率的突变,产生很大的电流冲击,导致逆变器端电压出现很大的波动。针对此问题,利用线性自抗扰控制器(LADRC)来代替传统的双闭环比例积分(PI)控制器,能够... 详细信息

当出现非计划性孤岛时,由于负荷与逆变器功率不匹配,并离网切换瞬间会导致联络线功率的突变,产生很大的电流冲击,导致逆变器端电压出现很大的波动。针对此问题,利用线性自抗扰控制器(LADRC)来代替传统的双闭环比例积分(PI)控制器,能够更好地控制电压稳定。从时域和频域的角度理论分析了如何抑制电压波动。最后,在Matlab/Simulink中搭建相应的仿真模型,且基于TMS320F28379D与Speedgoat实时仿真目标机进行实物验证。最终验证了新型控制器能有效降低逆变器端电压的波动。

关键词：逆变器自抗扰控制并离网切换

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风光储微电网并离网切换的控制策略研究

风光储微电网并离网切换的控制策略研究

作者：李明湖北民族大学

学位级别：硕士

随着社会的发展,环境问题和能源危机日渐凸显,这引起人们的广泛关注,为了解决这些问题,并早日实现“双碳”目标,众多学者、专家致力于风能、太阳能等清理能源的利用与开发,风光储微电网系统由此而生。该微电网主要包括风力发电部分、光... 详细信息

随着社会的发展,环境问题和能源危机日渐凸显,这引起人们的广泛关注,为了解决这些问题,并早日实现“双碳”目标,众多学者、专家致力于风能、太阳能等清理能源的利用与开发,风光储微电网系统由此而生。该微电网主要包括风力发电部分、光伏发电部分、储能部分以及控制部分组成,由于系统复杂,控制过程中会出现频率、电压的波动等问题,针对这些问题,本文主要对风光储微电网系统的并离网的切换进行研究,其内容主要如下:首先,研究分析了风光储微电网的整体结构,探究了微电网的特性,根据风力发电系统的基本理论,构建数学模型,并介绍了风力发电系统的最大功率追踪技术,然后在MATLAB/Simulink中仿真,验证了其构建模型的有效性。其次,研究分析光伏发电系统,根据光伏发电的基本理论,构建其数学模型,介绍了光伏发电系统的最大功率追踪技术,提出了扰动观察法的改进方法并对其进行仿真,验证其可行性;并利用扰动观察法与改进后的粒子群算法相结合的复合算法,解决了局部光照阴影下无法追踪到最大功率,通过试验仿真,验证其有效性;接着,介绍了铅酸蓄电池储能系统的工作原理,引出储能系统充放电的控制方法,采用电压电流双闭环控制策略,增加电路保护装置,防止电池的过冲过放,通过模型仿真验证控制方法的有效性。最后,研究了微电网系统基本控制策略和系统中逆变器的几种常用控制策,对并网PQ控制和离网V/f控制、Droop控制进行分析,通过构建其数学模型,进行实验仿真,验证其有效性,为研究风光储微电网主从综合控制奠定理论基础。然后,分析在并离网时,微电网在切换时候产生电流、频率等幅值变化的原因,并提出改进方法。在MATLAB/Simulink中进行建模仿真分析,验证新型主从综合控制策略,实现微电网并离网的平滑切换。

关键词：风光储微电网最大功率追踪技术控制策略并离网切换

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储能系统并离网切换特性研究

储能系统并离网切换特性研究

作者：刘志波华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着能源和环境问题的日益严重,新能源发电受到了世界各国的广泛关注,但是风力发电等间歇性电源的接入也对电网的电能质量造成了影响。为了提高可再生能源发电的稳定性,改善电网的电能质量,电池储能系统得到了广泛应用。储能系统的核心... 详细信息

随着能源和环境问题的日益严重,新能源发电受到了世界各国的广泛关注,但是风力发电等间歇性电源的接入也对电网的电能质量造成了影响。为了提高可再生能源发电的稳定性,改善电网的电能质量,电池储能系统得到了广泛应用。储能系统的核心是逆变器,研究储能系统逆变器的控制机理和在不同工况下储能系统的各种控制策略具有深远的理论和现实意义。中国电科院项目《储能系统并离网特性及检测技术》进行储能系统的并离网特性检测平台的建设,基于该项目,本论文对储能系统并离网切换特性展开研究。首先,建立了电压型逆变器在不同坐标系下的数学模型,研究储能逆变器双闭环控制策略,并分析了储能系统并网及离网运行时的不同控制策略。其次,根据储能系统在三相电压平衡时的并网和离网运行特性,分析了储能系统并离网切换时的控制原理,设计了基于PI双闭环控制的平滑切换控制策略,通过仿真,分析了储能系统并离网切换特性。再次,针对电网三相电压不平衡的工况,设计了在电网电压不平衡下储能系统并离网切换控制策略,并网转离网时,在切换前以抑制有功功率二次波动为控制目标,切换时采用系统正负序电压协作调节的控制方法;准同期并网时正负序电压外环共同调节,使逆变器输出电压与电网电压同步,从而实现电网电压不平衡下储能系统并离网切换的平滑过渡,并通过仿真验证算法的可行性。最后,在电流内环控制的基础上,提出了一种新型的电压漂移孤岛检测方法。通过在电流内环中添加反馈电压增益模块来提高检测效率,并利用古尔维茨判据对模块中的增益系数进行分析来研究孤岛检测成功边界条件;为防止逆变器输出功率与负荷功率完全相等而无法检测出孤岛的问题,提出在并网运行时逆变器输出功率时刻存在较小波动的方法,通过仿真验证了其有效性。

关键词：储能系统微电网孤岛检测并离网切换

MMC半桥串联结构微电网系统的并离网切换控制研究

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MMC半桥串联结构微电网系统的并离网切换控制研究

作者：董婉婉兰州理工大学

学位级别：硕士

MMC半桥串联结构微电网(Modular Multilevel Converter Microgrid,MMCMG)系统具有孤岛和并网两种运行模式。当系统由并网转孤岛运行时,负载功率供需不平衡,会造成系统输出电压、频率产生突变;当系统由孤岛转并网运行时,公共耦合点两端... 详细信息

MMC半桥串联结构微电网(Modular Multilevel Converter Microgrid,MMCMG)系统具有孤岛和并网两种运行模式。当系统由并网转孤岛运行时,负载功率供需不平衡,会造成系统输出电压、频率产生突变;当系统由孤岛转并网运行时,公共耦合点两端电压相位、幅值、频率不同步,会使系统产生冲击电流。故本文研究一种适用于该系统的并离网切换控制方法,以提高系统运行稳定性。在深入研究了系统发电模块和MMC-MG系统拓扑结构的基础上,对其发电模块内部功率流动进行分析,给出了系统发电模块中混合储能的控制策略。并且,依据系统结构特点,分析了系统并离网切换时产生冲击的原因。为增强系统孤岛运行和并网运行时的抗干扰能力,研究了基于虚拟同步发电机的MMC-MG系统运行控制策略。通过对系统逆变环节的数学模型进行分析,建立系统与同步发电机之间的电气联系,并对虚拟同步发电机主要参数进行分析和选取,给出基于虚拟同步发电机的系统运行控制策略。在虚拟同步发电机控制的基础上,提出了一种电压谐波补偿与预同步相结合的系统并离网切换控制方法,用于主动情况下系统的并离网切换控制。在双闭环控制中加入电压谐波补偿,以降低发电模块输出电压波动对系统并离网切换的影响。将虚拟同步发电机与预同步控制结合,以降低系统孤岛转并网时的冲击电流和频率波动。研究表明,所提控制策略不仅可以缓解系统电压偏移现象,而且在系统运行模式切换时具有减小冲击电流、降低频率波动、缩短预同步时间的作用,可以有效保证系统的安全可靠运行。针对非计划孤岛的偶然性和不可控性,在分析了虚拟同步发电机控制下系统并网运行及并网转孤岛时频率的变化情况的基础上,提出一种频率和相位相结合的改进电压相位偏移的孤岛检测方法,用以检测非计划孤岛的发生。并详细阐述了被动情况下系统并离网切换控制的具体实施步骤。研究表明,改进后的方法能有效检测出非计划孤岛的发生,保障系统平稳过渡到孤岛运行。

关键词：模块化多电平换流器串联结构微电网并离网切换虚拟同步发电机

直流微电网并离网切换母线电压平滑控制技术研究

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电气应用 2017年第24期36卷 36-41页

作者：毋炳鑫陈世永李献伟许继集团研发中心

直流微电网通常通过DC/AC变流器并联到交流微电网,形成直流微电网与交流微电网并列运行模式,此时直流母线电压的稳定控制由DC/AC变流器稳定控制实现,当DC/AC出现故障退出或者发生交流电网故障时,将导致直流微电网失去电压平衡单元,在直... 详细信息

直流微电网通常通过DC/AC变流器并联到交流微电网,形成直流微电网与交流微电网并列运行模式,此时直流母线电压的稳定控制由DC/AC变流器稳定控制实现,当DC/AC出现故障退出或者发生交流电网故障时,将导致直流微电网失去电压平衡单元,在直流微电网并离网转换期间会出现供电中断以及母线电压偏差较大等问题,提出了一种直流母线电压控制方式切换过程中电压平滑稳定控制方法,该方法无须通信和集中控制器即可实现直流微电网在并离网转换过程中对直流母线电压的平滑稳定控制。实验验证得出该方法具有很好的控制效果,对今后工程实践中直流母线电压在并离网转换期间的电压稳定控制提供了很好的技术基础支撑。

关键词：直流微电网直流母线电压自主偏差稳定控制并离网切换