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基于自适应下垂算法的直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制

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电力电容器与无功补偿 2021年第3期42卷 164-169页

作者：李军刘小壮张玉琼张威殷永杰郝思鹏吕干云南京工程学院电力工程学院南京211167

下垂控制为直流微电网功率和电压的调控提供了有效的方法。在传统的下垂控制方式下,各分布式电源在运行时线路电阻参数不一致,导致功率分配的精度降低,严重时可能导致电源过载问题,同时线路电阻的电压降会导致直流母线电压的降落,从而... 详细信息

下垂控制为直流微电网功率和电压的调控提供了有效的方法。在传统的下垂控制方式下,各分布式电源在运行时线路电阻参数不一致,导致功率分配的精度降低,严重时可能导致电源过载问题,同时线路电阻的电压降会导致直流母线电压的降落,从而降低供电质量。针对上述问题,本文采用“电流-电压”的自适应下垂算法实现负荷功率精确分配,同时提出降低直流母线电压偏差控制方法,通过分析输出功率和电流、电压的关系,引入自适应虚拟阻抗自适应调整下垂系数消除功率偏差,对母线电压优化采用平移电压曲线的方法来补偿电压降落,减小母线电压的偏差,提高供电质量。最后在Matlab/Simulink软件上搭建了系统仿真模型,仿真验证了提出策略的有效性。

关键词：直流微电网容量自适应下垂控制功率精确分配母线电压偏差

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基于扩散算法的无下垂分布式储能控制

上海交通大学学报 2024年第6期58卷 836-845页

作者：米阳张浩杰钱翌明邢海军龚锦霞孙改平上海电力大学电气工程学院上海200090

针对线路阻抗不匹配及母线电压不一致时,下垂控制无法同时实现母线电压稳定及储能间功率精确分配的问题,提出一种基于扩散算法的无下垂分布式储能控制策略.首先,将扩散算法应用于直流微电网的分布式估计中获取全局平均量,同时将电压额... 详细信息

针对线路阻抗不匹配及母线电压不一致时,下垂控制无法同时实现母线电压稳定及储能间功率精确分配的问题,提出一种基于扩散算法的无下垂分布式储能控制策略.首先,将扩散算法应用于直流微电网的分布式估计中获取全局平均量,同时将电压额定值与平均电压的差值作为补偿项,用于恢复母线电压偏差.为了实现不同额定容量及不同荷电状态(SOC)的储能间功率精确分配,设计储能的标准功率并将其与平均标准功率的差值作为补偿项,用于储能间SOC的均衡.最后,利用RT-LAB平台搭建模型,分别验证4种不同工作模式下所设计控制策略的有效性.实验结果表明,所提控制策略可实现孤岛直流微电网母线电压恢复及储能功率的精确分配.

关键词：直流微电网扩散算法无下垂控制分布式控制功率精确分配

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提高功率分配精度的低延时鲁棒下垂控制方法

提高功率分配精度的低延时鲁棒下垂控制方法

第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛：电能...

作者：周乐明罗安陈燕东周小平国家电能变换与控制工程技术研究中心

在低压微电网的多逆变器并联系统中,传统的功率下垂控制由于逆变器的等效输出阻抗和线路阻抗不一致,难以实现逆变器并联的功率精确分配和环流抑制,同时传统功率计算带来的控制滞后,不利于并联系统的实时性。对此,本文在分析多逆变器并... 详细信息

在低压微电网的多逆变器并联系统中,传统的功率下垂控制由于逆变器的等效输出阻抗和线路阻抗不一致,难以实现逆变器并联的功率精确分配和环流抑制,同时传统功率计算带来的控制滞后,不利于并联系统的实时性。对此,本文在分析多逆变器并联功率分配机理上,提出了一种低延时鲁棒功率下垂控制方法。仿真和实验同时验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：低压微电网多逆变器并联环流功率计算功率精确分配虚拟阻抗鲁棒性

来源： cnki会议评论

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基于滑模控制的孤岛直流微电网控制策略研究

华北电力大学学报（自然科学版） 2021年第1期48卷 15-23,41页

作者：梁海峰边吉丁锦睿李鹏华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室河北保定071003

由于孤岛直流微电网缺乏主网支撑,更易出现稳定性问题,针对孤岛直流微电网,兼顾稳态运行时的供电质量以及较高比例恒功率负载下系统可能出现的稳定问题,为各微源变流器提出了一种基于定频PWM的滑模控制方案。首先提出一种适用于多微源... 详细信息

由于孤岛直流微电网缺乏主网支撑,更易出现稳定性问题,针对孤岛直流微电网,兼顾稳态运行时的供电质量以及较高比例恒功率负载下系统可能出现的稳定问题,为各微源变流器提出了一种基于定频PWM的滑模控制方案。首先提出一种适用于多微源并联供电下的变流器电感电流参考值选取方案,以此间接实现了供电功率的精确分配,并将抛物线型下垂控制运用至控制系统中,以此改善母线电压的降落。其次,分析了滑模控制器的设计过程,并着重分析了滑模控制参数与恒功率负载和阻性负载之间的关系,并得出通过合适的滑动系数选取可以提高系统稳定性的结论。最后,通过MATLAB/Simulink进行仿真验证,仿真结果验证了所提方案对微网稳定性及稳态性能的改善以及对系统参数摄动的鲁棒性。

关键词：直流微电网下垂控制滑模控制功率精确分配鲁棒性

直流微电网孤岛运行控制策略研究与小信号稳定性分析

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直流微电网孤岛运行控制策略研究与小信号稳定性分析

作者：边吉华北电力大学

学位级别：硕士

随着社会的进步与发展,越来越多的领域对电力能源有了更高的需求,由此导致传统化石能源的消耗速度逐步加快,在此种背景下,以可再生能源为主的分布式发电技术受到国家及相关研究者的广泛重视,进而微电网这一概念应势而生。随着直流分布... 详细信息

随着社会的进步与发展,越来越多的领域对电力能源有了更高的需求,由此导致传统化石能源的消耗速度逐步加快,在此种背景下,以可再生能源为主的分布式发电技术受到国家及相关研究者的广泛重视,进而微电网这一概念应势而生。随着直流分布式发电技术的快速发展,直流微电网有望成为智能配用电系统的重要构架。当其处于孤岛运行状态时,由于缺乏主网支撑且内部接入了大量的电力电子装置及恒功率负载,进而给系统的稳定性带来了更大的挑战。基于上述背景,本文针对孤岛直流微电网分布式微源的协调控制策略及系统的稳定性进行了研究。下垂控制作为实现孤岛直流微电网中微源间协调控制的热点技术,本文分析了传统下垂控制策略在功率分配精度及电压调整之间的矛盾,针对其弊端提出了一种基于功率电压双补偿的改进下垂控制策略。在功率补偿策略中,通过对下垂曲线进行截距补偿使得微源输出电流与各自容量成正比分配。基于此,推导出下垂系数补偿法,通过调整下垂曲线的斜率可实现相同的控制效果。在母线电压补偿策略中,通过在微源间共享母线电压和负荷功率,调整各微源下垂曲线的截距,提升了系统的稳态运行性能。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了此种控制策略的有效性。为了分析改进下垂控制策略下直流微电网的稳定性,本文依次建立了并联供电微源、混合负载的数学模型,再基于李雅普诺夫稳定性分析理论,推导了微网系统的小信号模型,然后借助特征矩阵中特征根灵敏度的概念,利用特征值分析法分析了微源下垂系数、恒功率负载大小及功率补偿环节控制器参数对系统稳定性的影响。与孤岛直流微电网采用传统下垂控制策略相比,此种改进下垂控制策略可以提升系统的小信号稳定性。最后,本文从微源变流器控制策略的角度入手,将抛物线型下垂控制策略与滑模控制策略相结合以降低恒功率负载对系统造成的不利影响。将传统下垂控制中的电压电流双环控制结构用滑模控制结构替代,以增强系统的鲁棒性。将母线电压在工作点附近进行线性化,对滑模控制下系统的稳定性进行了分析,得出影响系统稳定性的诸多因素并着重讨论了孤岛直流微网允许接入恒功率负载比例与滑模控制参数之间的关系,并进行了仿真分析。综上,本文提出了一种基于功率电压双补偿的改进下垂控制策略,并分析了系统的小信号稳定性。然后将滑模控制与下垂控制相结合,设计了滑模控制器,并详述了影响微网稳定性的因素,为孤岛直流微网的控制与稳定性研究提供了一种方案。

关键词：直流微电网改进下垂控制功率精确分配小信号稳定性滑模控制

MMC型多端柔性直流输电系统控制策略仿真研究

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MMC型多端柔性直流输电系统控制策略仿真研究

作者：邵威中国矿业大学

学位级别：硕士

模块化多电平换流器型多端柔性直流输电系统（Modular Multilevel Converter Based Multi-Terminal HVDC,MMC-MTDC）凭借高可靠性、高经济性、高灵活性以及高冗余性等优点,在大容量远距离输电领域得到了国内外柔性直流输电工程界的广泛... 详细信息

模块化多电平换流器型多端柔性直流输电系统（Modular Multilevel Converter Based Multi-Terminal HVDC,MMC-MTDC）凭借高可靠性、高经济性、高灵活性以及高冗余性等优点,在大容量远距离输电领域得到了国内外柔性直流输电工程界的广泛应用,是未来柔性直流电网迅速发展的核心技术之一。现如今我国已经有大规模正在运行或者正在建设的柔性直流输电项目工程,但是尚有一些关键问题亟待解决。因此,本文以MMC-MTDC系统为研究对象,重点围绕系统的小信号建模及稳定性分析、自适应下垂控制策略设计、电压质量与功率分配特性改善这三类问题展开系统性研究,主要工作如下:（1）分析了MMC-MTDC系统的运行机制及控制架构,介绍了MMC-MTDC系统电气拓扑结构和系统级控制策略的优缺点和适用场景,通过N-1运行仿真对比主从控制、电压裕度控制以及下垂控制的动态特性。（2）建立了计及内部动态特性的半桥型MMC详细小信号模型,通过构建电磁暂态模型以及小信号模型下的四端MMC型柔性直流输电测试系统,对比了两者在小干扰下的阶跃响应,从而证明了小信号模型的正确性,最后通过选取典型参数对系统进行稳定性研究。（3）依据传统下垂控制存在的固有缺陷,讨论了下垂系数与功率分配之间的关系,为此提出了一种基于影响因子的改进型自适应下垂控制方法,该方法重点考虑直流系统电压偏差对换流站功率分配的影响,通过设计电压偏差影响因子和功率偏差影响因子,并与定公共直流电压平方的控制策略相结合,进行下垂系数自适应调节,仿真波形验证了该方法的有效性。（4）为进一步实现功率精确分配和电压无偏差控制目的,分析了线路阻抗对功率分配的影响,引入自适应虚拟功率分配系数和电压修正量,对P-V下垂控制模式进行改进以实现功率精确性分配和消除电压偏差的功能,进一步提高系统运行的经济性以及可靠性。该论文有图58幅,表5个,参考文献84篇。

关键词：模块化多电平换流器多端柔性直流输电小信号模型自适应下垂控制功率精确分配