基于分层控制的多微网并网/解列运行控制策略
发布时间：2021-02-24 04:44
针对传统V/f下垂控制在微网并网/孤岛运行过程中控制精度低、频率稳定性差等问题,通过对下垂控制的理论分析,考虑了线路等效电阻对微网控制的影响,提出了一种改进的V/δ下垂控制方法。以此方法为基础,设计了以微网中央控制器为核心的多微网分层协调控制系统,提出了多微网并网/解列运行过程的暂态控制策略与流程。以某海岛离网型风光柴储系统为对象,EMTDC/PSCAD仿真和实际系统试验验证了所提控制策略与流程的有效性。
【文章来源】：电力系统自动化. 2016,40(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１基于分层控制的双微网控制系统Ｆｉｇ．１Ｄｕａｌ－ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ
统下垂控制算法，有功功率／频率系数ｋｐ以及无功功率／电压系数ｋｑ由下垂特性曲线的斜率得到，即ｋｐ＝０．００８，ｋｑ＝０．００００４，而在本文所提出的控制策略下，各控制参数ｋｐ１，ｋｑ１，ｋｐ２，ｋｑ２由式（５）得到，根据仿真系统参数，以母线电压额定值为基础，计算出仿真控制参数：ｋｐ１＝１．０４８×１０－５，ｋｑ１＝１．０９７×１０－３，ｋｐ２＝２．８３×１０－３，ｋｑ２＝０．２９６。对比仿真结果如图２所示。图２稳态运行下的母线电压Ｆｉｇ．２Ｂｕｓｖｏｌｔａｇｅｉｎｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ如图２（ａ）所示，传统下垂控制策略下，由于忽略了线路等效电阻的影响，同时参考频率计算过程存在误差，因此母线电压频率在５０．１Ｈｚ，有效值在２６０Ｖ（额定值为２７０Ｖ），电压控制不够稳定，因此将会导致两段母线并网／解列运行过程中产生波动，影响并网／解列运行过程的正常进行。而如图２（ｂ）所示，通过本文所提出的控制策略，增加了两个系数，将系统电压频率稳定地控制在５０Ｈｚ，电压有效值２７２Ｖ，对比传统下垂控制下的控制结果，本文所提出的控制策略有效减少了下垂控制产生的净差，提高了双微网并网／解列运行过程中母线的冲击。３．３并网／解列切换过程仿真结果在相同仿真环境下，对两段母线并网／解列运行过程进行了仿真，其中系统初始状态为两个微网独立运行，２ｓ时联络线开关闭合双微网并网运行，３ｓ时联络线开关断开，双微网解列运行，仿真结果如图３和图４所示。由图３和图４所示仿真结果可知，在
通道Ｋ１为母线电流，Ｋ２为微网１负载电流，录波仪采集电流互感器（ＣＴ）和电压互感器（ＰＴ）二次侧值，ＣＴ变比为５／４００，ＰＴ变比为１／１００。通道ＣＨ７为联络线开关控制信号。试验结果波形如附录Ａ图Ａ６和Ａ７所示，同时为进一步观察本文所提出的控制策略在双微网并网过程中的控制效果，提取母线电压波形的频率和幅值如图５和图６所示，其中Ｖ１＿ＲＭＳ和Ｖ２＿ＲＭＳ分别为母线１和母线２的Ａ相电压有效值。图５现场双母线并网过程中的电压和频率Ｆｉｇ．５Ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｗｏｂｕｓｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔ图６现场双母线解列过程中的电压和频率Ｆｉｇ．６Ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｗｏｂｕｓｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｉｄｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔ由上述各现场试验结果图可以看出，应用本文所提出的控制策略及控制流程，双微网并网运行联络线开关动作前后母线电压能够保持稳定，负载电流保持稳定无冲击。同时，在本文所提出的过渡控制策略下，联络线开关闭合前母线１和２的Ａ相电压有效值分别为６２Ｖ和６０Ｖ，对应一次侧相电压为１０．７４ｋＶ和１０．３９ｋＶ，系统频率波动较小，双微网能够平滑地进行运行模式的转换。同时，与双微网并网过程现场试验类似，双微网解列瞬间的试验结果表明，本文所提出的控制策略及控制流程下，系统能够平滑过渡，实现双微网系统解列运行。５结语本文提出一种新的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于本地测量的微网逆变器离/并网功率精确和统一控制[J]. 茆美琴,申亚涛,董政,申凯,张榴晨. 电力系统自动化. 2015(21)
[2]基于附加阻尼的微网改进下垂控制方法[J]. 张野,郭力,贾宏杰. 电力系统自动化. 2015(18)
[3]改进负荷分配的孤岛微网下垂控制方法[J]. 杜燕,苏建徽,张榴晨,杨向真. 电力系统自动化. 2015(15)
[4]基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略[J]. 张东,卓放,师洪涛,耿志清,翟灏. 电力系统自动化. 2014(24)
[5]串联和并联结构的多微网系统分层协调控制策略[J]. 周念成,金明,王强钢,苏适,严玉廷. 电力系统自动化. 2013(12)
[6]使用电压—相角下垂控制的微电网控制策略设计[J]. 郜登科,姜建国,张宇华. 电力系统自动化. 2012(05)
[7]基于储能的可再生能源微网运行控制技术[J]. 唐西胜,邓卫,李宁宁,齐智平. 电力自动化设备. 2012(03)
[8]微网运行模式平滑切换的控制策略研究[J]. 张纯,陈民铀,王振存. 电力系统保护与控制. 2011(20)
[9]基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术[J]. 姚玮,陈敏,牟善科,高明智,钱照明. 电力系统自动化. 2009(06)
[10]微网综合控制与分析[J]. 王成山,肖朝霞,王守相. 电力系统自动化. 2008(07)
本文编号：3048806
【文章来源】：电力系统自动化. 2016,40(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１基于分层控制的双微网控制系统Ｆｉｇ．１Ｄｕａｌ－ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ
统下垂控制算法，有功功率／频率系数ｋｐ以及无功功率／电压系数ｋｑ由下垂特性曲线的斜率得到，即ｋｐ＝０．００８，ｋｑ＝０．００００４，而在本文所提出的控制策略下，各控制参数ｋｐ１，ｋｑ１，ｋｐ２，ｋｑ２由式（５）得到，根据仿真系统参数，以母线电压额定值为基础，计算出仿真控制参数：ｋｐ１＝１．０４８×１０－５，ｋｑ１＝１．０９７×１０－３，ｋｐ２＝２．８３×１０－３，ｋｑ２＝０．２９６。对比仿真结果如图２所示。图２稳态运行下的母线电压Ｆｉｇ．２Ｂｕｓｖｏｌｔａｇｅｉｎｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ如图２（ａ）所示，传统下垂控制策略下，由于忽略了线路等效电阻的影响，同时参考频率计算过程存在误差，因此母线电压频率在５０．１Ｈｚ，有效值在２６０Ｖ（额定值为２７０Ｖ），电压控制不够稳定，因此将会导致两段母线并网／解列运行过程中产生波动，影响并网／解列运行过程的正常进行。而如图２（ｂ）所示，通过本文所提出的控制策略，增加了两个系数，将系统电压频率稳定地控制在５０Ｈｚ，电压有效值２７２Ｖ，对比传统下垂控制下的控制结果，本文所提出的控制策略有效减少了下垂控制产生的净差，提高了双微网并网／解列运行过程中母线的冲击。３．３并网／解列切换过程仿真结果在相同仿真环境下，对两段母线并网／解列运行过程进行了仿真，其中系统初始状态为两个微网独立运行，２ｓ时联络线开关闭合双微网并网运行，３ｓ时联络线开关断开，双微网解列运行，仿真结果如图３和图４所示。由图３和图４所示仿真结果可知，在
通道Ｋ１为母线电流，Ｋ２为微网１负载电流，录波仪采集电流互感器（ＣＴ）和电压互感器（ＰＴ）二次侧值，ＣＴ变比为５／４００，ＰＴ变比为１／１００。通道ＣＨ７为联络线开关控制信号。试验结果波形如附录Ａ图Ａ６和Ａ７所示，同时为进一步观察本文所提出的控制策略在双微网并网过程中的控制效果，提取母线电压波形的频率和幅值如图５和图６所示，其中Ｖ１＿ＲＭＳ和Ｖ２＿ＲＭＳ分别为母线１和母线２的Ａ相电压有效值。图５现场双母线并网过程中的电压和频率Ｆｉｇ．５Ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｗｏｂｕｓｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔ图６现场双母线解列过程中的电压和频率Ｆｉｇ．６Ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｗｏｂｕｓｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｉｄｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔ由上述各现场试验结果图可以看出，应用本文所提出的控制策略及控制流程，双微网并网运行联络线开关动作前后母线电压能够保持稳定，负载电流保持稳定无冲击。同时，在本文所提出的过渡控制策略下，联络线开关闭合前母线１和２的Ａ相电压有效值分别为６２Ｖ和６０Ｖ，对应一次侧相电压为１０．７４ｋＶ和１０．３９ｋＶ，系统频率波动较小，双微网能够平滑地进行运行模式的转换。同时，与双微网并网过程现场试验类似，双微网解列瞬间的试验结果表明，本文所提出的控制策略及控制流程下，系统能够平滑过渡，实现双微网系统解列运行。５结语本文提出一种新的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于本地测量的微网逆变器离/并网功率精确和统一控制[J]. 茆美琴,申亚涛,董政,申凯,张榴晨. 电力系统自动化. 2015(21)
[2]基于附加阻尼的微网改进下垂控制方法[J]. 张野,郭力,贾宏杰. 电力系统自动化. 2015(18)
[3]改进负荷分配的孤岛微网下垂控制方法[J]. 杜燕,苏建徽,张榴晨,杨向真. 电力系统自动化. 2015(15)
[4]基于下垂系数步长自适应的下垂控制策略[J]. 张东,卓放,师洪涛,耿志清,翟灏. 电力系统自动化. 2014(24)
[5]串联和并联结构的多微网系统分层协调控制策略[J]. 周念成,金明,王强钢,苏适,严玉廷. 电力系统自动化. 2013(12)
[6]使用电压—相角下垂控制的微电网控制策略设计[J]. 郜登科,姜建国,张宇华. 电力系统自动化. 2012(05)
[7]基于储能的可再生能源微网运行控制技术[J]. 唐西胜,邓卫,李宁宁,齐智平. 电力自动化设备. 2012(03)
[8]微网运行模式平滑切换的控制策略研究[J]. 张纯,陈民铀,王振存. 电力系统保护与控制. 2011(20)
[9]基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术[J]. 姚玮,陈敏,牟善科,高明智,钱照明. 电力系统自动化. 2009(06)
[10]微网综合控制与分析[J]. 王成山,肖朝霞,王守相. 电力系统自动化. 2008(07)
本文编号：3048806
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