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【分布式能源微电网】含多分布式能源的微电网孤岛无缝切换策略

来源:直言不讳网   时间: 2019-03-17

作文「含多分布式能源的微电网孤岛无缝切换策略」共有 4452 个字,其中有 3235 个汉字,204 个英文,379 个数字,634 个标点符号。作者佚名,请您欣赏。玛雅作文网荟萃众多优秀学生作文,如果想要浏览更多相关作文,请使用网站顶部的作文搜索引擎进行搜索。本站作文虽然不乏优秀之作,但仅为同学们学习交流的习作,不能当作范文使用,希望对同学们有所帮助。

针对微电网并网运行切换至计划孤岛运行时负荷侧暂态振荡,提出一种孤岛无缝切换策略,有效降低负荷侧电压与频率振荡幅度。含多分布式能源的微电网孤岛运行时采用主从控制结构,主逆变器从P-Q控制切换至V-f控制,用于稳定负荷侧电压与频率。从逆变器采用P-Q控制,稳定系统内有功功率平衡。孤岛切换时,主逆变器采用状态跟踪控制,削弱因逆变器控制策略切换导致的输出不稳定性。基于PSCAD的仿真实验表明,该控制策略可有效降低孤岛切换瞬间负荷侧的电压与频率振荡,提高微电网供电稳定性。
【关键词】微电网 暂态振荡 孤岛运行 无缝切换
微电网是主动配电网的重要组成部分之一,具有并网运行与孤岛运行两种运行模式,可有效提高配电网内负荷的供电可靠性。微电网并网运行时,各可控分布式能源均处于P-Q控制模式,可根据运行计划输出或吸收一定功率,保证微电网运行经济性。孤岛运行时,由于各分布式电源输出特性不同,通常采用主从控制结构。主逆变器由P-Q控制切换为V-f控制,用于稳定负荷侧羊癫疯的微创手术治疗电压与频率,并为其他分布式电源提供参考相位。从逆变器保持P-Q控制策略,保证微电网内有功功率的供给。当微电网由并网运行切换至孤岛运行时,负荷侧通常会发生电压与频率的暂态振荡现象,影响微电网供电质量。因此,降低该暂态振荡幅度,实现微电网孤岛运行无缝切换可有效提高微电网的供电稳定性。
目前,微电网孤岛切换方面的研究主要单分布式单元或只含储能单元的微电网为研究对象。文献研究了逆变器控制参数与微电网孤岛切换效果之间的关系,提出了一种新的逆变器控制方法。但是微电网内柴油发电机主要用于功率补偿,且其功率响应速度较慢,因此不一般不作为主逆变器;文献将超级电容与蓄电池作为负荷储能单元,采用预同步控制的方法,削弱了逆变器控制状态突变所导致的负荷侧暂态波动。然而,由于蓄电池等储能单元容量有限,微电网内一般均存在柴油发电机或微型燃气轮机等燃料发电机设备。
本文采用含光伏发电单元、微型燃气轮机、蓄电池单元以及本地负荷单元的微电网为研究对象,设计一种基于主从控制结构下的微电网孤岛无缝切换策略。针对微电网孤岛切换时,由主逆变器控制量突变导致的暂态波动,采用状态跟踪控制器使得V-f控制模块在并网运行时跟随P-Q控制模块的输出状态。当V-f控制器与P-Q控制输出状态一致时,微电网断开并网点,切换运行模式。孤岛运行时,从逆变器跟随负荷侧功率需求,恒定输出有功功率。基于PSCAD的暂态仿真表明,该控制策略有效保证了微电网的供电稳定性,提高了本地负荷的电能质量。
1 微电网系统结构
如图1所示为本文微电网系统结构,系统包含桂林癫痫病医院哪家好光伏发电单元、微型燃气轮机、蓄电池以及本地负荷。微电网并网运行时,微型燃气轮机与蓄电池采用P-Q控制,公共电网对系统内的电压与频率提供支撑。当微电网断开并网点时,微电网采用主从控制结构。微型燃气轮机作为从逆变器保持P-Q控制,蓄电池切换至V-f控制模式,对本地负荷侧的电压与频率提供支撑。
当微电网并网运行时,蓄电池的V-f控制器虽然未直接对逆变器产生控制,但依然存在输出信号。在孤岛切换的瞬间,V-f控制器与P-Q控制器之间的输出状态不匹配影响了蓄电池单元的输出稳定性,导致负荷侧产生较大暂态振荡。因此,引入如图2所示逆变器状态跟踪控制模块。逆变器状态跟踪控制模块将P-Q控制器输出量作为负反馈给V-f控制器,使得V-f控制器在并网运行时跟随P-Q控制的输出状态。
当微电网处于并网运行模式时,K1与K4处于闭合状态,K2与K3打开,P-Q控制模块对逆变器输入控制信号。同时,P-Q控制模块的输出信号与V-f控制模块输出信号求差值后反馈给V-f模块,使得V-f模块的输出量与P-Q模块输出量一致。当微电网切换至孤岛运行时,K1与K4打开,K2与K3闭合,V-f控制模块对逆变器进行实际控制。
2 仿真验证
为了验证本文所提出基于主从控制结构下的微电网无缝切换策略,在PSCAD软件中构建仿真系统。微电网仿真系统通过PCC并网点与0.4kV母线相连,具体各分布式电源参数如表1所示。
该微电网系统中,光伏发电单元与微型燃气轮机为主要功率供给单元,可再生能源功率占总功率50%。并网运行时,微型燃气鹤壁癫痫病医院那家好轮机与蓄电池单元根据系统运行计划,运行于恒功率模式;孤岛运行时,蓄电池用于平衡负荷侧电压与频率,使其运行于额定值。图3至图4分别为微电网在t=1sec进行孤岛切换时负荷侧电压与频率振荡幅度。
当微电网不采用逆变器状态跟踪控制模块时,频率最大波动为5.8Hz,电压最大波动为0.07kV;在蓄电池控制端加入逆变器状态跟踪模块后,频率最大波动为4.5Hz,电压最大波动为0.06kV。如表2所示,采用逆变器状态跟踪控制模块可有效降低孤岛切换时负荷侧的暂态振荡,提高了微电网供电稳定性。
3 总结
本文针对微电网系统孤岛切换时暂态振荡现象,以含多分布式电源主从控制结构下的微电网为研究对象,提出了一种微电网孤岛平滑切换策略。微电网孤岛切换时,从逆变器单元采用P-Q控制稳定系统内功率平衡,主逆变器单元的V-f控制模块通过逆变器状态跟踪控制跟随P-Q控制模块输出状态,降低了因逆变器控制信号突变所导致的微电网负荷暂态振荡。该控制策略有效提高了本地负荷供电质量。
参考文献
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【摘要】:针对微电网并网运行切换至计划孤岛运行时负荷侧暂态振荡,提出一种孤岛无缝切换策略,有效降低负荷侧电压与频率振荡幅度。含多分布式能源的微电网孤岛运行时采用主从控制结构,主逆变器从P-Q控制切换至V-f控制,用于稳定负荷侧电压与频率。从逆变器采用P-Q控制,稳定系统内有功功率平衡。孤岛切换时,主逆变器采用状态跟踪控制,削弱因逆变器控制策略切换导致的输出不稳定性。基于PSCAD的仿真实验表明,该控制策略可有效降低孤岛切换瞬间负荷侧的电压与频率振荡,提高微电网供电稳定性。

微电网是主动配电网的重要组成部分之一,具有并网运行与孤岛运行两种运行模式,可有效提高配电网内负荷的供电可靠性。微电网并网运行时,各可控分布式能源均处于P-Q控制模式,可根据运行计划输出或吸收一定功率,保证微电网运行经济性。孤岛运行时,由于各分布式电源输出特性不同,

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