在独立运行直流微电网中,由于接入大量电力电子变换装置,系统惯性较低,阻尼较小,系统稳定性较差,同时,新能源和负载的功率波动将引起母线电压波动,严重时会影响直流微电网的稳定运行。为增强系统惯性,本文研究基于参数自适应改进虚拟直...在独立运行直流微电网中,由于接入大量电力电子变换装置,系统惯性较低,阻尼较小,系统稳定性较差,同时,新能源和负载的功率波动将引起母线电压波动,严重时会影响直流微电网的稳定运行。为增强系统惯性,本文研究基于参数自适应改进虚拟直流电机(virtual DC motor,VDCM)控制策略,提升母线电压暂态稳定性。介绍虚拟直流电机控制原理,建立储能控制系统的小信号模型,深入分析虚拟转动惯量、阻尼系数和电压调节器比例、积分参数对系统稳定性影响,以及母线电压波动过程中各波动阶段对参数大小的需求。在此基础上,建立虚拟转动惯量、比例系数和积分系数与母线电压偏差的函数关系式。根据电压偏差动态调节VDCM和电压调节器参数,缩短电压的扰动恢复时间的同时减小电压波动。通过搭建的RTDS和RCP硬件在环实验系统,验证所提控制策略的正确性与可行性。展开更多
传统虚拟直流电机VDCM(Virtual DC Machine)控制策略未考虑直流电机转速动态调节问题,不能够在直流母线电压变化瞬间起调节作用。对此,提出一种模拟直流电机闭环调速的储能侧双向DC/DC变换器新型VDCM控制策略。对直流电机与双向DC/DC变...传统虚拟直流电机VDCM(Virtual DC Machine)控制策略未考虑直流电机转速动态调节问题,不能够在直流母线电压变化瞬间起调节作用。对此,提出一种模拟直流电机闭环调速的储能侧双向DC/DC变换器新型VDCM控制策略。对直流电机与双向DC/DC变换器在数学模型和控制策略上进行联系等效与差异剖析,模拟直流电机定转子绕组间的电磁感应作用,将直流电机动态数学模型嵌入P-U下垂控制中,使其兼备电压动态调节能力和惯性阻尼特性。对采用新型VDCM控制策略前、后的作用效果进行对比,仿真和实验结果表明该控制策略能够在提升母线电压动态调节特性的同时,增强惯性调节和阻尼效果,在负载切换或分布式发电单元输出功率波动时维持直流微电网稳定运行。展开更多
为克服光储直流微网(DC microgrid with photovoltaic and storage system,DMPSS)易受功率波动和负载扰动影响的问题,提出VDCM+PBC策略,即在储能接口变换器的控制中电流内环采用无源控制(passivity-based control,PBC)策略,电压外环引...为克服光储直流微网(DC microgrid with photovoltaic and storage system,DMPSS)易受功率波动和负载扰动影响的问题,提出VDCM+PBC策略,即在储能接口变换器的控制中电流内环采用无源控制(passivity-based control,PBC)策略,电压外环引入虚拟直流电机(virtual DC machine,VDCM)控制策略。仿真结果表明:与外环为VDCM、内环为PI控制策略(VDCM+PI)相比,VDCM+PBC策略可减小负载以及光伏输出功率变化时的母线电压波动,可更好地提高直流母线电压的稳定性,从而验证了所提VDCM+PBC策略的可行性。展开更多
为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性,并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit,ESU)的荷电状态(state of charge,SOC)均衡,提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine,VDCM)的分布式储能系统能量动态...为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性,并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit,ESU)的荷电状态(state of charge,SOC)均衡,提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine,VDCM)的分布式储能系统能量动态分配策略。首先,将VDCM技术应用到储能侧控制中,利用VDCM的输出特性增强系统的抗扰能力。然后,利用电枢回路方程输出特性,并根据储能系统能量分配需求,动态设计虚拟电枢电阻,使其可随SOC在规定界限内自适应变化,实时调整各变换器的输出功率,并引入压降调节因子动态微调各变换器输出虚拟压降至相等,从而补偿线路阻抗的不匹配度,实现各ESU的SOC均衡。此外,采用一致性算法在相邻ESU间获得所需平均值信息,增强系统的可扩展性。最后,搭建光伏多储能直流微电网系统模型,仿真和实验结果验证了所提控制策略的合理性和有效性。展开更多
文摘在独立运行直流微电网中,由于接入大量电力电子变换装置,系统惯性较低,阻尼较小,系统稳定性较差,同时,新能源和负载的功率波动将引起母线电压波动,严重时会影响直流微电网的稳定运行。为增强系统惯性,本文研究基于参数自适应改进虚拟直流电机(virtual DC motor,VDCM)控制策略,提升母线电压暂态稳定性。介绍虚拟直流电机控制原理,建立储能控制系统的小信号模型,深入分析虚拟转动惯量、阻尼系数和电压调节器比例、积分参数对系统稳定性影响,以及母线电压波动过程中各波动阶段对参数大小的需求。在此基础上,建立虚拟转动惯量、比例系数和积分系数与母线电压偏差的函数关系式。根据电压偏差动态调节VDCM和电压调节器参数,缩短电压的扰动恢复时间的同时减小电压波动。通过搭建的RTDS和RCP硬件在环实验系统,验证所提控制策略的正确性与可行性。
文摘传统虚拟直流电机VDCM(Virtual DC Machine)控制策略未考虑直流电机转速动态调节问题,不能够在直流母线电压变化瞬间起调节作用。对此,提出一种模拟直流电机闭环调速的储能侧双向DC/DC变换器新型VDCM控制策略。对直流电机与双向DC/DC变换器在数学模型和控制策略上进行联系等效与差异剖析,模拟直流电机定转子绕组间的电磁感应作用,将直流电机动态数学模型嵌入P-U下垂控制中,使其兼备电压动态调节能力和惯性阻尼特性。对采用新型VDCM控制策略前、后的作用效果进行对比,仿真和实验结果表明该控制策略能够在提升母线电压动态调节特性的同时,增强惯性调节和阻尼效果,在负载切换或分布式发电单元输出功率波动时维持直流微电网稳定运行。
文摘为克服光储直流微网(DC microgrid with photovoltaic and storage system,DMPSS)易受功率波动和负载扰动影响的问题,提出VDCM+PBC策略,即在储能接口变换器的控制中电流内环采用无源控制(passivity-based control,PBC)策略,电压外环引入虚拟直流电机(virtual DC machine,VDCM)控制策略。仿真结果表明:与外环为VDCM、内环为PI控制策略(VDCM+PI)相比,VDCM+PBC策略可减小负载以及光伏输出功率变化时的母线电压波动,可更好地提高直流母线电压的稳定性,从而验证了所提VDCM+PBC策略的可行性。
文摘为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性,并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit,ESU)的荷电状态(state of charge,SOC)均衡,提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine,VDCM)的分布式储能系统能量动态分配策略。首先,将VDCM技术应用到储能侧控制中,利用VDCM的输出特性增强系统的抗扰能力。然后,利用电枢回路方程输出特性,并根据储能系统能量分配需求,动态设计虚拟电枢电阻,使其可随SOC在规定界限内自适应变化,实时调整各变换器的输出功率,并引入压降调节因子动态微调各变换器输出虚拟压降至相等,从而补偿线路阻抗的不匹配度,实现各ESU的SOC均衡。此外,采用一致性算法在相邻ESU间获得所需平均值信息,增强系统的可扩展性。最后,搭建光伏多储能直流微电网系统模型,仿真和实验结果验证了所提控制策略的合理性和有效性。
