虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制可改善逆变器输出特性,但恒定转动惯量的VSG无法兼顾微电网不同模式下功率及频率动态调节性能。针对微电网不同运行模式下传统VSG控制动态性能差的问题,提出一种转动惯量自适应控制策略。首先介绍VSG工作原理,并建立数学模型,分析转动惯量及阻尼系数对VSG输出特性的影响;然后将微电网运行模式状态引入VSG转动惯量控制中,形成转动惯量自适应控制,并给出转动惯量等参数的整定原则;最后在Matlab/Simulink上对比了恒定转动惯量与自适应转动惯量VSG控制方法在微电网模式切换运行中的频率和功率响应曲线,结果表明所提出的控制策略能应对微电网不同的运行模式,避免出现功率震荡,优化了输出响应曲线。
根据光伏电池的物理模型,以及光伏阵列在不同光照强度和环境温度下的输出特性,对基于Boost电路的最大功率跟踪控制进行理论分析及实现,讨论三相光伏并网逆变器的工作原理,并在PSCAD/EMTDC中搭建三相光伏并网系统。通过使用PSCAD仿真软件对20 MW光伏发电站进行模型搭建,并对其并网过程进行仿真研究,分析其对电网电能质量所产生的影响,最后提出可行的解决方案并进行仿真验证。
随着大量分布式新能源接入配电网,越来越多电力电子设备接入使得输配电和负载终端的非线性负载增加,则会出现电压、电流波形畸变的电能质量问题。针对此种情况,统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)能综合解决电能质量问题,具备无功补偿、三相不平衡调节及动态有源滤波等功能,但控制策略是提高电能质量的关键。基于此提出一种基于串联电压补偿和并联电流补偿相协调的UPQC控制策略:首先分析UPQC的不同主电路拓扑结构的优缺点及不同结构的工作原理;其次分析谐波检测算法原理;提出一种左侧同相位串联电压补偿与右侧并联电流跟踪控制补偿策略相协调的控制策略,最后通过Simulink搭建UPQC模型。仿真表明通过串联电压补偿与并联电流补偿相协调控制策略模型的可行性,其能输出正弦波形,谐波畸变率较低。
随着风力发电机安装量在全球范围内的急剧增加,对风力发电系统运行稳定性的要求也随之提高,对风力发电系统进行故障检测和容错控制也变得尤为重要。以2 MW风力发电系统为背景,首先建立风力发电系统动态模型;为更准确地模拟故障的影响,对系统进行比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)变桨距控制,在此基础上对风力发电系统的传感器故障和执行器故障进行模拟。结果显示,系统能较好地模拟各种故障,为下一步的故障诊断和容错控制打下了基础。
与传统以同步发电机为发电主体的发电系统不同,微网内存在多种类型的分布式电源(distributed generation,DG),为便于控制和管理如此复杂的系统则需要采用分层控制,分层控制分为微电网初级控制、二级控制、三级控制。以光伏发电这一种DG为例,在初级控制层面根据其特性优化了光伏电源最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的方法,将增量电导法中融入了基于模糊控制的PI控制器,使其具有更好的实时性和计算速度,并且能及时根据环境变化改变其输出功率,具有良好的适应性。
为实现利益最大化,风电场运行除满足并网点电压及无功功率等要求,也要实现风电场内损耗最小。结合PSS/E仿真软件主要探讨PSS/E中风电机组的不同控制方式的设置方法及最优潮流(optimal power flow,OPF)功能及实现,针对给定风电场完成常规潮流及不同目标、不同约束条件下的最优潮流仿真分析。仿真表明:不同目标、不同约束条件对最优潮流分布有较大影响。
低压配电网中普遍存在着用电峰谷差、三相不平衡、电压跌落等问题,因此对配电网进行升级改造,解决配电网薄弱问题,是推进坚强电网建设的重要举措。作为一种新兴技术手段,储能能有效延缓或减少配电设备扩容和建设,提供有功和无功功率支撑,提高供电可靠性及供电质量,实现电网负荷“削峰填谷”等。在低压配电应用中,储能系统宜采用模块化、小型化的分布式安装方式。由于储能变流系统中设备空间严格受限,不宜采用线性度好而尺寸大的空心电抗器,因此尺寸相对较小的铁心电抗器通常用作输出端滤波电抗器;然而铁心电抗器存在铁心磁饱和、电感非线性、运行噪音大、电能损耗大等缺点。针对上述情景,提出一种线性滤波电抗绕组集成于储能变流系统隔离变压器的技术方案。通过电磁场理论分析、有限元仿真分析和原理样机试验等方式,对变压器集成滤波电抗绕组的电磁解耦和电感线性等特性进行研究,并验证所提出技术方案的可行性。
高温超导磁储能系统具有高功率、响应速度快等特点,具有良好的应用前景。结合超导磁储能的结构特点,设计一套监控和保护系统,主要包括数据采集与量化、波形显示、文件管理、失超保护。通过测试,该系统可实现上位机与下位机的通讯,能有效检测电压、电流,可对高温超导磁储能系统进行良好的监测和控制,并满足预定的系统功能。
传统电能质量监测、治理系统基于电网侧,系统建设成本高,数据归属电力系统内部,不能及时与用户共享,具有一定封闭性;同时缺乏多维数据挖掘和分析,不能给用户提供增值服务。提出一种基于综合能源服务业务的电能质量服务体系,将传统电能质量技术与综合能源业务融合,以服务和用户体验为中心,结合用电信息采集渠道开展服务,从成本和技术上保证方案的可行性;结合边缘计算、大数据、云计算等技术,从基础设施服务(infrastructure as a service,IaaS)、软件服务(software as a service,SaaS)、平台服务(platform as a service,PaaS)3个层面为客户提供丰富的电能质量服务选择和优质的电能质量服务产品。方案符合能源互联网发展规律,能有效保证信息透明共享、终端兼容接入、分布式存储计算、支持友好互动等要求,为综合能源业务的电能质量服务体系建设提供参考。
当前,我国风电发展迅猛,已成为全球最大风电产业发展基地,风电项目前期开发却面临着政策更迭、补贴退坡、用地限制等多重制约因素影响,核准周期长、工程基建慢、产能收益低、政策变化快等问题日益凸显。为破解风电前期项目开发“瓶颈难题”,该文深入分析前期风电项目开发建设的各项难点因素,通过深入排查核准过程中的各项边界条件,加强实时政策研究和科学选址论证,促进各项前期专题要件并行推进,透视前期风电项目发展现状,分析开发建设严峻形势,阐明精细化开发的作用及意义,助力前期项目高质量推进。