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储能功率调节系统的无缝切换控制研究

电力电子技术 2016年第11期50卷 33-34,56页

作者：蔡久青段善旭陈昌松刘朋华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074

储能功率调节系统在典型可再生能源微网离网运行、并网运行及无缝切换运行过程中起决定性支撑作用。提出一种基于共逆变侧电感电流内环、外环软切换的双环无缝切换控制策略,实现储能功率调节系统在多种运行模式间的平滑转换。储能功率... 详细信息

储能功率调节系统在典型可再生能源微网离网运行、并网运行及无缝切换运行过程中起决定性支撑作用。提出一种基于共逆变侧电感电流内环、外环软切换的双环无缝切换控制策略,实现储能功率调节系统在多种运行模式间的平滑转换。储能功率调节系统在离网模式下采用逆变侧电感电流内环、电容电压外环的双环控制策略;在并网模式下采用逆变侧电感电流内环、并网侧电感电流外环的双环控制策略。实验结果证明了上述无缝切换策略的有效性。

关键词：微网功率调节系统并/离网运行无缝切换

微电网中的单相级联型光储混合储能系统的并/离网控制研究

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微电网中的单相级联型光储混合储能系统的并/离网控制研究

作者：冯俊牟南京理工大学

学位级别：硕士

微电网集成了分布式能源、储能系统、负荷及相关电力电子器件,不仅可以解决分布式能源随机性、间歇性和波动性的缺点,提供稳定的电能,而且承担着在电网故障后或偏远地区的离网供电任务,因此得到了越来越广泛的研究。为了使微电网运行在... 详细信息

微电网集成了分布式能源、储能系统、负荷及相关电力电子器件,不仅可以解决分布式能源随机性、间歇性和波动性的缺点,提供稳定的电能,而且承担着在电网故障后或偏远地区的离网供电任务,因此得到了越来越广泛的研究。为了使微电网运行在更高效和更经济的状态,本文提出了微电网中的单相级联型光储混合储能系统的并/离网控制方法。本文分析了单相级联型光储混合储能系统的电路拓扑结构,完成了其主电路参数的设计,选定了光伏电池和储能的级联链节个数,并研究了适用于级联光储混合系统的阶梯波调制策略和载波移相调制策略。在光储混合储能系统的并网技术研究中,结合光伏发电特性和分时电价带来的经济效益,提出了光储混合储能系统全天运行的三种工作模式:平抑波动模式、自充电模式和夜间模式。基于三种模式提出了分层控制方法和夜间控制方法,分层控制方法适用于平抑波动模式和自充电模式,夜间控制方法适用于夜间模式,通过仿真结果验证了所提方法的有效性。通过对离网运行的矢量分析,提出了基于电感电流PI内环和电压准谐振外环的双闭环离网控制方法,双闭环控制方法能够得到稳定的离网电压,但是系统的开关损耗高,由此进一步提出了结合阶梯波调制和载波移相调制优点的混合调制方法,以获得更低的开关损耗,分析了基于导通角和基于相位的混合调制方法,通过仿真结果验证了所提出的离网控制方法的有效性。在上述基础之上,搭建了单相级联光储混合储能系统的硬件在环实验平台,完成了实验平台的软件和硬件设计,对文中所提的并/离网控制方法进行了实验验证,实验结果充分证明了所提控制方法的正确性。

关键词：微电网级联型并/离网运行调制策略混合调制

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微网并网/离网运行切换策略的研究

微网并网/离网运行切换策略的研究

作者：王建山东理工大学

学位级别：硕士

受自然环境和人为因素的影响,微网运行的稳定性很难得到保障。本文从控制原理和控制策略的设计两方面,分析了微网运行稳定性控制策略,重点研究了微网平滑切换的策略设计,具体内容如下:1.研究了当前微网的发展现状,结合国内外研究水平,... 详细信息

受自然环境和人为因素的影响,微网运行的稳定性很难得到保障。本文从控制原理和控制策略的设计两方面,分析了微网运行稳定性控制策略,重点研究了微网平滑切换的策略设计,具体内容如下:1.研究了当前微网的发展现状,结合国内外研究水平,分析了我国在微网运行稳定性方面存在的问题。2.从微网运行的结构入手,具体介绍了微网稳定性判定依据和微网运行的整体控制策略,分析了微网并网PQ控制、离网U/f和下垂控制的作用原理,为后续控制策略的研究提供了理论依据。3.研究了在功率不平衡的情况下,微网稳定性运行的紧急控制策略,具体分析了紧急切负荷/机组控制和储能控制策略。在满足微网系统稳定运行的要求下,提出通过最优潮流求解最优的切负荷量,使得紧急控制总的切负荷量最小。同时引入负荷、能量管理系统和微网负荷预测方法,增强了切负荷控制的管理手段。4.在微网运行及切换的仿真模型设计上,对逆变器滤波部分和控制部分做了进一步补充:通过比较各种控制策略的波形效果,选取T型滤波器和逆变器双环控制;依据现有微网控制策略,改进了微网并网/离网平滑切换的操作方式。最后在Matlab/Simulink平台基础上,构建算例仿真模型,验证了微网运行稳定性及切换的平滑性。

关键词：微网并/离网运行切负荷功率平衡平滑切换

虚拟同步发电并网逆变器锁相环拓扑及参数整定

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虚拟同步发电并网逆变器锁相环拓扑及参数整定

作者：赵天扬华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在使用虚拟同步机控制算法的逆变器中,锁相环能够给虚拟同步机提供接入点电压的频率、相位等信息。但是,锁相环自身的动态特性会叠加到测量所得的频率信息中,对虚拟同步机的特性造成影响。因此,本文在虚拟同步机的模型建立过程中考虑了... 详细信息

在使用虚拟同步机控制算法的逆变器中,锁相环能够给虚拟同步机提供接入点电压的频率、相位等信息。但是,锁相环自身的动态特性会叠加到测量所得的频率信息中,对虚拟同步机的特性造成影响。因此,本文在虚拟同步机的模型建立过程中考虑了锁相环的动态,并且对模型的基本特性及控制算法进行了验证。进一步地,对锁相环给虚拟同步机带来的影响进行了分析,针对分析结果给出了虚拟同步机及其锁相环参数的整定方法。根据所提整定方法,能够正确配置受锁相环动态影响的虚拟同步机参数,达到预期的性能。根据以上思路,本文首先针对锁相环影响虚拟同步机惯量、阻尼特性等问题,建立了考虑锁相环动态的虚拟同步机数学模型。该模型能够精确地描述虚拟同步机的惯量、阻尼等特性。对于模型的验证包括诸如功率指令值跟随、虚拟惯性、一次调频等基本特性,以及虚拟同步机并联控制策略,包括并联运行的功率分配、二次调频、并联环流抑制、并离网无缝切换等功能。进一步地,基于经过验证的模型,研究了锁相环对并网虚拟同步机惯量、阻尼特性的影响机理。对于并网虚拟同步机,提出了相对于预设参数,等效惯性时间常数、阻尼系数变化数值的计算方法,并在时域、频域进行了验证;以该计算方法为基础,给出了并网虚拟同步机虚拟惯量、阻尼系数以及锁相环PI调节器参数的配置曲线,在工程实际中可根据曲线快速、便捷地配置虚拟同步机参数。对于虚拟同步机离网运行工况,综合比较了使用接入点频率和虚拟同步机输出频率实现的两种一次调频,便于配置虚拟同步机及其锁相环参数,保证含有锁相环的虚拟同步机离网稳定运行并实现预期的动态性能。

关键词：虚拟同步机锁相环并/离网运行惯量特性阻尼特性参数整定

基于ADPSS的高渗透率分布式光伏接入配电网技术研究

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基于ADPSS的高渗透率分布式光伏接入配电网技术研究

作者：刘聪山东理工大学

学位级别：硕士

光伏发电作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源受到人们越来越多的关注。随着光伏发电产业的发展,分布式光伏对电网的渗透率越来越高。因光伏发电受环境影响大,输出功率不稳定,从而会对电网与负荷的正常运行产生不利影响。储能系统具有... 详细信息

光伏发电作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源受到人们越来越多的关注。随着光伏发电产业的发展,分布式光伏对电网的渗透率越来越高。因光伏发电受环境影响大,输出功率不稳定,从而会对电网与负荷的正常运行产生不利影响。储能系统具有削峰填谷的作用,能够平抑分布式光伏输出功率。所以将分布式光伏与储能电池配合使用,对维持系统稳定具有重要意义。对于分布式光伏与储能系统,变流器的控制系统是保障系统稳定运行的关键。在此背景下,本文对分布式光伏储能发电系统并离网运行模式下变流器控制策略做了重点研究。本文主要做出了以下工作:首先搭建分布式光伏储能发电系统拓扑结构,分析了光伏电池与锂电池特性,对分布式光伏-锂电池发电系统所涉及的锂电池容量、Boost电路、双向DC/DC电路以及LCL滤波器等参数做出了设计。并对Boost电路采用的MPPT控制与双向DC/DC变换器采用的恒压控制进行了描述。其次,根据光伏电池输出功率与锂电池荷电状态（SOC）,确定了并网运行时能量管理策略。对并网运行模式下,变流器采用的传统PQ控制进行了介绍,分析了传统PQ控制策略的缺陷与传统PQ控制中比例积分（PI）控制器的不足。并根据传统PQ控制与PI控制器的缺点,基于准比例谐振（PR）控制器对传统PQ控制做出改进。采用准PR控制器替代传统PQ控制电流环中的PI控制器,无需引入解耦分量,不再使用锁相环,简化了控制策略,消除了入网电流与电网电压的稳态误差,在两相静止坐标系（αβ坐标系）下实现对入网功率的直接控制。再利用根轨迹簇对准PR控制器例系数、谐振系数进行参数整定,设计出准PR控制器最优参数。然后,离网运行模式下,对分布式光储系统采用相应能量管理策略。对离网运行下的传统V/f控制策略进行描述,分析了传统V/f控制策略的不足。采用准PR控制器替代了传统V/f控制策略中的PI控制器,采用电网电压作为V/f控制电压参考值。控制系统无需再使用锁相环,亦无需引入电流内环解耦分量,简化系统结构。当系统运行模式切换时,能够实现离网转至并网或并网转至离网的平滑切换。最后,在电力系统全数字仿真装置（Advanced Digital Power System Simulator,ADPSS）平台上,搭建本文所设计分布式光伏-锂电池发电系统仿真模型。对本文分布式光伏-锂电池发电系统在并、离网模式下变流器控制策略的有效性进行验证,并进一步验证并/离网运行模式的平滑切换。

关键词：准PR控制器锂电池并/离网运行 αβ坐标系参数整定