摘要：传统有功功率-频率(P-f)下垂控制应用范围广,但无法自均衡微电网磷酸铁锂电池能量状态(state of energy,SOE)。现有的SOE均衡方案均未解决P-f下垂控制下SOE均衡问题。针对此问题,提出一种基于P-f下垂控制孤岛微电网磷酸铁锂电池SOE均衡方案。研究了下垂控制和SOE之间的内在联系,对传统P-f控制参数进行重新设计,并引进一致性算法得到SOE均衡调节项,使得磷酸铁锂电池逆变器输出的有功功率根据磷酸铁锂电池SOE初始状态进行重复分配,在少通信和确保良好频率质量的前提下实现孤岛微电网磷酸铁锂电池组充放电过程中的SOE均衡。此外,通过分析所提方案的小信号模型,对不同控制参数下系统的稳定性进行了研究。最后,PSCAD仿真结果验证所提方案能够使磷酸铁锂电池在充放电过程中的SOE自均衡,具有良好的可扩展性,对通信中断具有良好的鲁棒性。

摘要：根据微电网的特点,对微电网2种运行模式采取的不同控制策略进行设计。微电网孤岛运行时,分布式发电单元采用电压源逆变器控制,使用电压—相角下垂控制实现按预定比例分配负荷功率,该下垂控制较电压—频率下垂控制可以提供更好的频率支撑。微电网并网运行时,分布式发电单元采用PQ控制,按照功率设定值输出功率。通过设计对应电压—相角下垂控制的同步控制器实现了微电网运行模式的无缝转换。利用MATLAB/Simulink对微电网运行模式转换和微电网孤岛运行时使用的2种下垂控制进行对比仿真分析,验证了电压—相角下垂控制策略的可行性和有效性。

摘要：直流电压是衡量直流电网功率平衡的重要指标。系统功率的较大扰动使直流电压严重偏离额定值,影响了直流电网的安全稳定运行。下垂控制可实现多点直流电压控制,是直流电网协调控制的重要手段。为了应对直流电网单个换流站故障退出运行后造成的直流电压偏差超出其安全阈值,提出了基于增益系数优化的新型直流电网下垂控制策略。该控制策略考虑了直流电网中换流站容量限制,根据换流站整流和逆变的运行模式,分别给出不同的下垂控制器增益系数,对各个换流站进行优化功率分配,以此达到减小直流电压偏差量的目标。通过与传统下垂控制方法比较,突出了所提方法采用不同增益系数带来的优异性。并对两种方法进行PSCAD仿真验证,仿真结果表明所提方法在直流电网面对较大功率缺失和溢出情况下的直流电压调节效果优于传统方法。

摘要：直流微网采用分层控制可实现不同控制目标在不同时间刻度的解耦设计。其中,底层初级控制广泛采用下垂策略实现并联电压模块的自主均流。但高均流精度依赖于较大的下垂系数,同时会引起较大的母线电压跌落。该文提出一种带母线电压多级前馈补偿的直流微网分段线性下垂控制策略,按照负荷区间能够柔性设置各并联模块的下垂系数,同时,对于母线电压跌落利用母线电压多级前馈进行补偿,在初级控制上可以同时解决并联模块的均流性能与母线电压跌落问题。最后,设计了实验室样机,实验结果验证了该控制策略的优越性。

摘要：低压微电网中,负载不平衡易引起逆变器三相输出电压的不对称。为改善系统输出电压的对称性,以组合式三相逆变器为研究对象,设计了系统的整体控制策略。针对传统有功-频率(P-f)下垂控制存在的系统频率越限问题,采用了sigmoid P-f下垂控制;并在此基础上,针对三相负载不平衡引起的电压不平衡问题,提出了改进sigmoid P-f/改进无功-电压(Q-U)下垂控制策略,该策略通过调整sigmoid P-f下垂曲线频率设定点及Q-U下垂曲线空载电压点来实时调节三相参考电压的幅值和频率,保证三相输出电压的对称性。仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。

摘要：由于低压微电网在孤岛运行时,往往存在功率耦合及线路阻抗差异等问题,应用传统的下垂控制将难以实现无功功率的精确分配。针对以上问题提出了一种改进下垂控制策略,以消除不匹配的线路阻抗引起的无功功率均分误差。首先,分析了无功功率均分机理,得出线路阻抗与无功功率之间存在的关系,并基于虚拟感抗将等效线路阻抗设计成感性,以实现功率解耦;其次,引入虚拟感抗的自适应环节,并采用无功功率调节其大小,从而达到在不检测线路阻抗参数的条件下,实现补偿线路阻抗差异造成的输出电压差的目的,进而提高无功功率均分精度。最后,在Matlab/Simulink仿真平台及搭建的逆变器并联系统实验平台下,通过对比传统下垂控制和改进下垂控制功率的均分情况,验证所提方法的有效性。仿真和实验结果表明:所提改进下垂控制策略能够基于一个起决定性作用的虚拟感抗以实现功率解耦,通过中央控制器与本地控制器的通信调节虚拟感抗以消除阻抗差异,从而实现无功功率均衡分配;并且该控制方法能够推广到不同容量及多台逆变器并联运行的情况。研究结果证明了该策略能够有效解决低压微网孤岛模式时的无功不均分问题。

摘要：针对微电网系统运行成本最优化问题,提出一种分布式优化下垂控制策略.首先,基于一致性理论,给出了一种分布式经济调度算法.采用矩阵摄动理论,分析了经济调度算法的收敛特性.其次,基于分布式优化调度解,设计一种新的分布式优化下垂控制器.在满足供需平衡以及各个发电单元运行约束的条件下,控制策略使得微电网系统运行成本最低.同时,提出的控制策略能够保证孤岛微电网的频率稳定在额定值.最后,通过仿真实例,验证了分布式优化下垂控制策略的有效性.

摘要：针对双馈风电机组(DFIGs)不具备调频控制能力的问题,设计DFIG一次调频控制策略,实现了DFIG参与电网一次调频。研究DFIG功率控制原理和频率响应过程,并考虑虚拟惯量、频率下垂控制对应的响应时间尺度不同,提出基于虚拟惯量和频率下垂控制的DFIG一次调频策略,增强了DFIG应对频率变化时的暂态和稳态功率调节能力。基于RT-LAB软件搭建了DFIG频率响应控制的半实物仿真平台,仿真与实测结果验证了该方法能够有效提高DFIG电网频率适应性。

摘要：针对经典的电压-频率下垂控制系统受扰易产生振荡的问题,提出了加入功率微分项的下垂控制方法。建立了经典下垂控制与所提加功率微分项的下垂控制的并网逆变器完整的小信号模型。分析了下垂系数与功率微分系数对系统特征根分布的影响,得到了加入功率微分项后系统低频域特征根阻尼比增加、可有效抑制扰动带来的振荡的结论;分析了各参数变化对系统稳定性的影响,为系统参数设计与性能分析提供了理论依据。最后通过MATLAB/Simulink建立模型,在同样初始状态下系统取不同参数以及不同控制策略时,系统受扰的响应与理论分析一致,验证了建模与理论分析的正确性。

摘要：基于公共节点电压的逆变器并联功率理论在微电网系统应用中存在局限性,本文以逆变器输出端电压为切入点重新推导了并联功率理论,提出一种基于"类功率"的无互联线并联下垂控制策略。依据"类功率"定义,建立了新型控制策略下的并联系统小信号数学模型。通过数学模型建立系统传递函数,依据自动控制原理分析下垂参数的变化对三相逆变器并联系统稳定性的影响,为并联系统的性能分析和参数设计提供了理论依据。在两台光伏发电三相逆变器组成的小型微电网平台上进行了实验研究,仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。