基于權重控制的微電網(wǎng)運行模式平滑切換控制策略
發(fā)布時間:2019-08-03 14:44
【摘要】:關于微網(wǎng)孤島/并網(wǎng)運行模式的平滑切換存在的技術問題,通過分析逆變器特性以及對切換時暫態(tài)過程的影響規(guī)律,研究頻率/電壓權重控制的雙模切換控制方略因數(shù)的策劃方式,權重系數(shù)對切換過程的作用,在不提高體系繁瑣度的條件下,實現(xiàn)并/離網(wǎng)平滑切換。完成微網(wǎng)孤島/并網(wǎng)運行的平滑切換流程,建立微網(wǎng)孤島/并網(wǎng)運行的切換調(diào)試仿真平臺,關于切換過程中所涉及的無擾動、平滑切換的需求,印證了符合微網(wǎng)孤島/并網(wǎng)切換的控制對策,確保擾動在可承受區(qū)間內(nèi),而且切換后依舊維持微網(wǎng)系統(tǒng)的頻率與電壓穩(wěn)定。
【圖文】:
俚奶跫鋒7治雋訟麓箍刂撇?略,提出了一種頻率/電壓權重控制的雙模切換控制方略因數(shù)的控制方式,最后通過系統(tǒng)整體控制策略與仿真分析了權重控制策略與傳統(tǒng)的下垂控制策略,其結果驗證了所提控制策略更加精準與實用。1微電網(wǎng)結構和控制分析圖1是一種微電網(wǎng)系統(tǒng)結構框架圖,主要由靜態(tài)開關(statictransferswitch,STS)、儲能裝置、光伏發(fā)電裝置和風電設備以及用電負載等構成。STS在關閉狀態(tài)時,系統(tǒng)并網(wǎng)運行;在斷開狀態(tài)時,則以孤島模式運行。雙模切換過程中,逆變器控制方式也會有所改變。此微電網(wǎng)結構中,包含了交流成分也包含了直流成分,負荷可以連接到直流母線上,也可以連接到交流母線上,可以看作交直流混合微網(wǎng),但是從整個微電網(wǎng)結構可以看出,最終都可以看成交流微電網(wǎng),直流微網(wǎng)也是經(jīng)過電力電子器件逆變器連接到交流母線上。微電源經(jīng)過逆變器連接到電網(wǎng),進入并網(wǎng)方式時,通常選用PQ控制方式,PQ控制通常是微源輸出一定的有功功率與無功功率,微電源在此環(huán)境下,不論系統(tǒng)內(nèi)頻率與電壓如何變動,都要確保微電源輸出恒定功率。當微電網(wǎng)進入孤島運行方式時選用下垂控制或權重控制方法。2微電網(wǎng)運行模式2.1基于下垂控制策略微電源逆變器下垂控制的關鍵要素類似于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)一次調(diào)整,傳統(tǒng)下垂控制如圖2所示,傳統(tǒng)下垂控制方程表示如下f=f0-m(P-P0)(1)V=V0-n(Q-Q0)(2)式中:f,V表示逆變器輸出頻率與電壓幅值;f0,V0表示額定頻率與額定電壓幅值;P,Q表示輸出的有功功率與無功功率;P0,Q0表示額定有功功率與無功功率;m,n為有功與無功功率下垂系數(shù)。改進下垂方式其實質(zhì)改變改進下垂系數(shù)為:mk=mf/fN(3)nk=mV/VN(4)整理可以?
,難以完成無縫切換任務,對一般負載略有影響;也沒有考慮下垂控制方式對切換方式的滿足性以及切換時沖擊電流與電壓產(chǎn)生的結果。2.2基于權重控制策略電壓/頻率權重控制方式比常規(guī)控制方式具有更寬的線性軌跡,消除了許多常規(guī)電壓/頻率控制方式只在電壓/頻率瓦解點周圍小區(qū)間內(nèi)有線性軌跡的弊端,為負荷大范圍發(fā)生變化時對電網(wǎng)電壓/頻率穩(wěn)定性進行預測提供了方便。在穩(wěn)態(tài)誤差方面,,權重控制能將誤差控制在環(huán)寬以內(nèi)[15],且控制策略簡單,易于控制器的設計和實現(xiàn)。權重綜合控制框圖如圖3所示。將控制器連接圖2傳統(tǒng)下垂控制Fig.2Traditionaldroopcontrol圖1微電網(wǎng)結構Fig.1Structureofmicro-grid智能電網(wǎng)SmartGrid09
【作者單位】: 新疆大學電氣工程學院可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)技術教育部工程研究中心;
【基金】:新疆自治區(qū)烏魯木齊重點實驗室(2015KL020) 國家自然科學基金項目(51667020)~~
【分類號】:TM727
【圖文】:
俚奶跫鋒7治雋訟麓箍刂撇?略,提出了一種頻率/電壓權重控制的雙模切換控制方略因數(shù)的控制方式,最后通過系統(tǒng)整體控制策略與仿真分析了權重控制策略與傳統(tǒng)的下垂控制策略,其結果驗證了所提控制策略更加精準與實用。1微電網(wǎng)結構和控制分析圖1是一種微電網(wǎng)系統(tǒng)結構框架圖,主要由靜態(tài)開關(statictransferswitch,STS)、儲能裝置、光伏發(fā)電裝置和風電設備以及用電負載等構成。STS在關閉狀態(tài)時,系統(tǒng)并網(wǎng)運行;在斷開狀態(tài)時,則以孤島模式運行。雙模切換過程中,逆變器控制方式也會有所改變。此微電網(wǎng)結構中,包含了交流成分也包含了直流成分,負荷可以連接到直流母線上,也可以連接到交流母線上,可以看作交直流混合微網(wǎng),但是從整個微電網(wǎng)結構可以看出,最終都可以看成交流微電網(wǎng),直流微網(wǎng)也是經(jīng)過電力電子器件逆變器連接到交流母線上。微電源經(jīng)過逆變器連接到電網(wǎng),進入并網(wǎng)方式時,通常選用PQ控制方式,PQ控制通常是微源輸出一定的有功功率與無功功率,微電源在此環(huán)境下,不論系統(tǒng)內(nèi)頻率與電壓如何變動,都要確保微電源輸出恒定功率。當微電網(wǎng)進入孤島運行方式時選用下垂控制或權重控制方法。2微電網(wǎng)運行模式2.1基于下垂控制策略微電源逆變器下垂控制的關鍵要素類似于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)一次調(diào)整,傳統(tǒng)下垂控制如圖2所示,傳統(tǒng)下垂控制方程表示如下f=f0-m(P-P0)(1)V=V0-n(Q-Q0)(2)式中:f,V表示逆變器輸出頻率與電壓幅值;f0,V0表示額定頻率與額定電壓幅值;P,Q表示輸出的有功功率與無功功率;P0,Q0表示額定有功功率與無功功率;m,n為有功與無功功率下垂系數(shù)。改進下垂方式其實質(zhì)改變改進下垂系數(shù)為:mk=mf/fN(3)nk=mV/VN(4)整理可以?
,難以完成無縫切換任務,對一般負載略有影響;也沒有考慮下垂控制方式對切換方式的滿足性以及切換時沖擊電流與電壓產(chǎn)生的結果。2.2基于權重控制策略電壓/頻率權重控制方式比常規(guī)控制方式具有更寬的線性軌跡,消除了許多常規(guī)電壓/頻率控制方式只在電壓/頻率瓦解點周圍小區(qū)間內(nèi)有線性軌跡的弊端,為負荷大范圍發(fā)生變化時對電網(wǎng)電壓/頻率穩(wěn)定性進行預測提供了方便。在穩(wěn)態(tài)誤差方面,,權重控制能將誤差控制在環(huán)寬以內(nèi)[15],且控制策略簡單,易于控制器的設計和實現(xiàn)。權重綜合控制框圖如圖3所示。將控制器連接圖2傳統(tǒng)下垂控制Fig.2Traditionaldroopcontrol圖1微電網(wǎng)結構Fig.1Structureofmicro-grid智能電網(wǎng)SmartGrid09
【作者單位】: 新疆大學電氣工程學院可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)技術教育部工程研究中心;
【基金】:新疆自治區(qū)烏魯木齊重點實驗室(2015KL020) 國家自然科學基金項目(51667020)~~
【分類號】:TM727
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本文編號:2522626
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