直流微电网双层控制策略
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基于功率分层的直流微电网协调控制策略随着社会经济的发展和工业化进程的加快,电力系统在过去几十年中取得了长足的发展。
传统的中央化发电和配电方式存在着诸多问题,如输电损耗大、供电可靠性低、对环境的影响大等。
为了解决这些问题,微电网概念应运而生。
微电网是一种由分布式能源、负载和储能设备组成的小型电力系统,能够独立运行或与主电网协调运行。
直流微电网又是微电网的一种重要形式,其具有功率分层、低压控制、易于接入分布式能源等特点,因此备受关注。
直流微电网中的分布式能源和负载设备通常通过直流母线进行连接,如太阳能光伏、风力发电、电动汽车等,从而实现了直流电源和直流负载之间的直接连接。
直流微电网中存在着多种不同功率等级的设备,包括功率较大的分布式能源和负载、功率较小的调频设备、储能设备等。
如何有效地协调控制直流微电网中不同功率等级设备的运行,成为了当前研究的热点和难点问题。
针对上述问题,本文提出了一种基于功率分层的直流微电网协调控制策略。
该策略主要包括功率控制层、电压控制层和频率控制层三个方面,分别针对直流微网中不同功率等级设备的控制需求进行协调控制,以实现直流微电网的稳定运行和高效利用。
功率控制层主要针对功率较大的分布式能源和负载设备进行控制。
对于分布式能源来说,需要根据外部环境和负载需求,动态调节其输出功率,以满足微电网内部和外部的电能需求。
对于负载设备来说,需要根据负载变化和电网运行状态,调节其耗能功率,以实现对电能的高效利用。
功率控制层需要通过智能控制算法,实时监测并调节分布式能源和负载设备的功率输出,以实现直流微电网内部功率的平衡和协调。
频率控制层主要针对微网内部发电与消耗间的功率平衡进行控制。
该层需要通过频率补偿控制算法,实时调节微电网内部负载的功率消耗,在电网外部功率匹配的条件下实现微网内部发用电功率平衡。
这样可以有效降低直流微网内的频率波动,提升微网内部的电能质量。
在实际应用中,基于功率分层的直流微电网协调控制策略可以结合现代通信、计算和控制技术,实现对微网内部设备的智能化监控和控制。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略功率分层是直流微电网中常见的一种控制策略。
其基本思想是根据电力设备的功率等级,将微电网系统内的负载划分为不同的层级,并对每个层级设定功率目标。
通过控制每个层级的功率,实现微电网内各个层级之间的功率平衡和协调运行。
在具体实施中,直流微网可分为主网、分布网和用户层级。
主网层级由电源和储能设备组成,负责微网的整体调度和管理;分布网层级包括电力分配与转换设备,负责将主网层级的电能送至用户层级;用户层级是微电网中最末端的用户设备。
通过功率分层的控制策略,可以实现主网层级、分布网层级和用户层级之间的能量匹配和协调。
具体控制实施中,可以通过功率分层控制策略来调节电源和负载之间的功率平衡。
当主网层级的电源功率大于负载功率时,可以将多余的电能存储在储能设备中以备不时之需;当负载功率大于主网层级的电源功率时,可以从储能设备中释放电能以满足负载需求。
通过不断调整主网层级和负载层级之间的功率配额,实现微网内的功率平衡。
除了主网层级和负载层级之间的功率控制,还需要关注分布网层级中的功率匹配。
分布网层级中的电力配电和转换设备需要实时监测和调整转换功率,以确保电能的传输和分配的可靠性和高效性。
通过不断优化分布网层级的功率控制策略,可以实现微电网系统的整体优化。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略是目前研究的热点之一。
通过控制主网层级、分布网层级和用户层级之间的功率平衡,可以提高微电网的运行效率和供电质量,降低能源消耗和碳排放。
功率分层的控制策略还可以更加灵活地应对微电网内部和外部的变化和波动,提高微电网的鲁棒性和可靠性。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略具有重要的实际意义和应用前景。
通过合理设计和优化控制策略,可以提高直流微电网的运行效率和供电质量,为微电网的发展和推广提供技术支持。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略直流微电网是一种将多种不同类型的电能源和负荷有机集成在一起的电力系统。
由于其具有高可靠性、高经济性和高可持续性等优点,越来越得到广泛的关注和应用。
直流微电网中的协调控制策略是实现系统稳定运行和优化能源管理的关键。
传统的控制策略主要基于电压和频率控制,但在高比例使用可再生能源的直流微电网中,这些方法不再适用。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略是一种新兴的控制策略,能够有效解决直流微电网中能量管理和电力质量问题。
该方法将直流微电网划分为分布式电源层、储能层和负荷层三个功率分层,在各个层之间实现功率的调度和平衡。
在基于功率分层的直流微电网控制策略中,分布式电源层是直流微电网的主要发电层,可以包括太阳能光伏、风能和燃料电池等可再生能源发电系统。
分布式电源层通过最大功率点追踪技术将可再生能源转换为直流电能,并向储能层和负载层提供电能。
储能层是直流微电网的能量储存层,常用的储能设备包括电池和超级电容器等。
储能层可以根据系统需求对能量进行存储或释放,实现能量的平衡和峰谷平衡。
储能层还可以提供短期的备用电量,增加系统的可靠性。
负载层是直流微电网的能量消耗层,包括各种类型的负载设备,如家用电器、工业设备和充电桩等。
负载层通过功率控制技术,根据实时功率需求从储能层或分布式电源层获取所需的电能。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略主要基于功率调度和平衡原则,通过控制各个层之间的功率流动,实现系统稳定运行和能量优化管理。
具体而言,该控制策略包括以下几个方面:1. 分布式电源层的最大功率点追踪:针对不同类型的分布式发电设备,通过最大功率点追踪技术,实现最大化发电功率输出,并将可再生能源转化为直流电能。
2. 储能层的能量管理:根据系统需求,通过控制储能层的充放电过程,平衡系统能量供需,同时实现对峰谷电价的优化。
储能层还可以根据系统频率和电压变化等情况提供快速功率支持,提高系统的稳定性。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略
微电网是一种包含多种能量资源的小型电网系统,它可以独立运行,也可以与主电网
交互。
直流微电网是一种以直流电为主要形式的微电网,它具有高效性、易于控制和可靠
性等优点,成为当前微电网研究的热点之一。
然而,直流微电网协调控制策略的研究仍然
面临一些挑战,如控制模型复杂、系统不稳定等问题。
因此,本文提出了一种基于功率分
层的直流微电网协调控制策略,旨在解决这些问题。
首先,本文介绍了直流微电网的基本结构和特点,包括直流母线、电池存储器、分布
式电源等。
然后,分析了直流微电网中存在的控制问题,如负载均衡、能量管理和容错等
问题。
针对这些问题,提出了基于功率分层的协调控制策略。
该策略将直流微电网划分为
三个功率层次,包括高级功率、中级功率和低级功率。
高级功率层次主要管理电网的总功率控制和能量管理,中级功率层次主要负责负载均
衡和微电网容错,低级功率层次主要对直流母线的状态控制和电池的充电和放电进行管理。
这种分层结构可以有效地提高系统的稳定性和控制可靠性。
为了验证该控制策略的有效性,本文设计了直流微电网仿真模型,并进行了实验验证。
实验结果表明,该控制策略能够有效地提高直流微电网的控制可靠性和稳定性,实现了负
载均衡和能量管理的良好控制性能。
综上所述,基于功率分层的直流微电网协调控制策略是一种有效的控制方法,能够解
决直流微电网中存在的控制问题,提高系统的稳定性和控制可靠性。
这一策略具有一定的
实用价值,可以为直流微电网的实际应用提供一定的参考。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略随着可再生能源的迅速发展,微电网已成为新能源系统的重要组成部分,其具有分布式、灵活性高、运行安全可靠等优势。
然而,微电网的调度控制问题一直是当前研究的热点和难点之一,尤其是直流微电网中分布式电源的间协调控制问题。
本文提出了一种基于功率分层的直流微电网协调控制策略,旨在提高微电网各节点间的协调性,优化其整体性能。
该策略将直流微电网分为上下两层控制体系,上层控制器负责整个微电网的电量调度,在此基础上分配各节点的功率需求,下层控制器则负责每个节点的具体功率控制。
其具体实现过程如下:1. 上层控制器: 该控制器通过对微电网中的每个节点进行功率分配,实现对整个微电网的功率调度。
其具体操作步骤如下:(1)根据微电网目标功率和电量需求计算每个节点的初始功率分配;(2)实时监测微电网各节点的电力负荷和发电量,并对其进行动态调整,以保持各节点间的功率平衡;(3)当微电网中出现不稳定状态时,上层控制器将调整各节点的功率分配,以实现对微电网的有效控制。
(1)根据上层控制器分配的功率值,计算每个节点需要实现的电流输出;(3)如果节点出现故障或运行异常,下层控制器将及时发出警报,并向上层控制器汇报。
1. 能够实现微电网内各节点的协调控制和高效能使用,提高微电网的整体性能和工作效率;2. 可以有效应对微电网内因天气变化等因素引发的暂时性的电力波动和不稳定现象,提高微电网的稳定性和安全性;3. 通过分层次的控制策略,能够快速诊断和处理微电网内节点的故障,提高微电网的维护和管理效率。
综上所述,基于功率分层的直流微电网协调控制策略是一种高效、稳定、可靠的微电网调度控制方法,具有重要的应用价值和研究意义。
基于功率分层的直流微电网协调控制策略1. 引言1.1 背景介绍直流微电网是指直流输电和直流配电网络相结合的一种新型电力系统,它具有能源资源利用高效、系统运行可靠性高等优点。
随着可再生能源的快速发展和智能电网技术的成熟,直流微电网正逐渐成为电力系统发展的新趋势。
直流微电网系统中存在着各种电力器件和充电系统之间的不一致性,会导致系统运行效率低下和能源利用不足的问题。
为了解决直流微电网中功率分布不均和控制混乱的现状,基于功率分层的协调控制策略应运而生。
该策略将系统中的电力器件和充电系统按功率级别进行分层控制,实现系统中各个环节的协调运行。
通过分层功率控制和控制算法设计,可以有效提高系统的运行效率和能源利用率,保障直流微电网系统的稳定运行。
针对直流微电网系统中存在的问题,本文将深入探讨基于功率分层的协调控制策略设计,并提出相应的分层功率控制策略和控制算法设计,以期为直流微电网系统的优化运行提供理论支持。
1.2 研究意义基于功率分层的直流微电网协调控制策略的研究意义主要体现在以下几个方面:直流微电网中存在着多种不同类型、功率和性质的负载和电源,如何合理分配和管理这些功率资源,是直流微电网协调控制的关键问题;功率分层概念为直流微电网的协调控制提供了新思路和方法,通过将不同功率层级的设备进行分类管理,可以有效提高直流微电网的运行效率和稳定性;基于功率分层的直流微电网协调控制策略设计不仅对于实现直流微电网内部设备的协调运行具有重要意义,也能够为微电网与传统电力系统的互联提供技术支持,促进微电网与传统电网的融合发展。
通过对基于功率分层的直流微电网协调控制策略的研究,可以进一步推动直流微电网技术的发展和应用,为构建清洁高效的能源系统提供技术支撑。
1.3 研究现状直流微电网中的功率平衡和控制问题是一个重要的研究方向。
由于直流微电网中涉及到多种能源和负载,如太阳能、风能、储能系统等,如何合理配置这些能源资源,保证微电网的稳定运行成为了一个热门的研究课题。
第31卷第5期2014年10月现 代 电 力Modern Electric PowerVol.31 No.5Oct.2014文章编号:1007-2322(2014)05-0001-06文献标志码:A中图分类号:TM727微电网的分层控制研究黎金英,艾 欣,邓玉辉(华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206)Study on Hierarchical Control of MicrogridLe Kim Anh,AI Xin,Dang Ngoc Huy(School of Electrical and Electronic Engineering,North China Electric Power University,Beijing 102206,China)基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(2009CB 219706)摘 要:微电网技术具有许多优点,然而微电网中的分布式电源自身的不稳定性将导致微电网的运行控制困难。
针对此问题,提出了分层控制方法。
这种控制方法将分层控制分为三层,每一层独立完成自身的控制任务,通过通信通道向下层传达命令,且传达命令过程中不会影响系统的稳定性。
基于下垂控制方法,微电网分层控制的第一层为分布式电源和负荷控制,第二层为在第一层控制信号基础上的频率和电压幅值控制,第三层为微电网功率和主网功率控制。
利用Matlab/simulink对微电网接入主电网进行建模仿真,结果表明分层控制方法能够较好地实现对微电网的控制。
关键词:分布式电源;微电网;并网运行;下垂控制;分层控制Abstract:Though microgrid technology has many advanta-ges,the instability of distributed generations in microgridwill make it hard to control system operation.So a hierar-chical control method is proposed in this paper,in which thehierarchical control structure is divided into three levels.Each level accomplishes its own control tasks,and controlcommand is transmitted to the lower level through communi-cation channel.Moreover,the communication process ofthe control command should not affect the control systemstability.Based on the droop control method,the first levelof the microgrid hierarchical structure controls distributedgenerations and loads,and gives control signals to the sec-ond level to control frequency and voltage magnitude.In thethird level,power exchanges between the microgrid and thepower grid can be controlled.In this paper,Matlab/Simu-link software is used to build a model of microgrid connectedto power grid.The simulation results show that hierarchicalcontrol has good control effectiveness for mircrogrid.Keywords:distributed generation;microgird;grid-connect-ed;droop method;hierarchical control0 引 言微电网是包括分布式电源(Distributed genera-tion,DG)、储能装置、能量变换装置、负荷、保护装置集中而成的小型系统[1]。
多端柔性直流配电网的分层控制策略设计随着电动汽车、储能及可再生能源的不断发展,多端柔性直流配电网(MFCD)成为提高电网的容量和效率的有效手段。
多端柔性直流配电网最大的特点在于它允许分层控制策略的使用,这是一种分布式的控制策略,可以降低中央控制的复杂度、提高系统的可靠性和鲁棒性。
分层控制策略是基于分布式控制的策略,它将系统分为两个或更多的层次,每一层都有不同的控制策略。
每一层都有自己的属性特征和控制需求,可以基于这些特性来设计出最优的控制策略,以满足系统对容量和效率的要求。
在多端柔性直流配电网中,分层控制策略可以分为三个层次:控制层,用来控制电力和能源的流动;调度层,用来调度电力和能源的流动;调节层,用来调节多端柔性直流配电网的功率。
控制层的任务是向下层传递控制信号,以实现对系统电力和能源资源的有效利用;调度层的主要任务是根据上层控制策略,实现多端柔性直流配电网各节点的有序调度;调节层的主要任务是根据上层控制策略,实现多端柔性直流配电网的功率控制。
为了让多端柔性直流配电网的分层控制策略更加有效,控制层应充分考虑传统的控制策略,比如电压控制、功率控制和能源分配等;调度层应考虑多变的负荷调整原则,比如负荷调整、双向负荷调整和电流调整;调节层应考虑多变的电压调整原则,比如载波调制、相位调节和电压调节等。
最后,分层控制策略应当考虑层间的协调,即各层之间要有良好的沟通合作。
不同层级之间要建立对应关系,通过层间沟通及时调整控制策略,实现一个完整的多端柔性直流配电网系统。
综上所述,实现多端柔性直流配电网的容量和效率的提高,分层控制策略是一种有效的方法。
各层间要建立对应关系,考虑不同层级的特征特性,设计更加有效的控制策略,实现多端柔性直流配电网的稳定运行。
《直流微电网协调控制策略研究》篇一一、引言随着可再生能源的广泛应用和微电网技术的不断发展,直流微电网作为新型的能源系统架构,逐渐受到人们的广泛关注。
它不仅可以实现能源的高效利用和降低损耗,而且具有较好的灵活性和扩展性。
然而,如何对直流微电网中的各个电源和负载进行有效的协调控制,提高其供电的稳定性和可靠性,成为了亟待解决的问题。
因此,本文针对直流微电网的协调控制策略进行了深入研究。
二、直流微电网系统结构与特点直流微电网主要由分布式电源、储能装置、负载以及相关的电力电子变换器等组成。
其最大的特点在于直流电源和负载之间通过直流母线进行连接,无需进行交流/直流的转换,从而减少了能量转换过程中的损耗。
此外,直流微电网还具有较好的灵活性和扩展性,可以根据实际需求进行灵活配置。
三、协调控制策略研究针对直流微电网的协调控制策略,本文主要从以下几个方面进行了研究:1. 分布式电源的协调控制在直流微电网中,分布式电源主要包括光伏、风电、燃料电池等可再生能源。
由于这些分布式电源的输出功率受到环境、气象等因素的影响,具有较大的波动性。
因此,需要对这些分布式电源进行协调控制,实现功率的平衡和优化分配。
本文提出了一种基于优化算法的分布式电源协调控制策略,通过实时监测各分布式电源的输出功率和负载需求,进行功率的优化分配,从而提高供电的稳定性和可靠性。
2. 储能装置的协调控制储能装置在直流微电网中起着平衡功率、调节电压等重要作用。
本文提出了一种基于荷电状态和功率需求的储能装置协调控制策略。
通过实时监测储能装置的荷电状态和功率需求,进行充放电的控制,实现功率的平衡和电压的稳定。
3. 电力电子变换器的协调控制电力电子变换器是直流微电网中实现电能变换和控制的关键设备。
本文提出了一种基于电压和电流控制的电力电子变换器协调控制策略。
通过实时监测母线电压和负载电流,进行电力电子变换器的控制,实现电能的稳定输出和分配。
四、实验与结果分析为了验证所提出的协调控制策略的有效性,我们进行了实验验证。
直流微电网双向DC-DC并联运行控制策略研究直流微电网双向DC/DC并联运行控制策略研究摘要:随着电力系统的快速发展和分布式能源的广泛应用,直流微电网作为一种新型的电力系统模式得到了广泛关注。
直流微电网中的能量存储装置起到了平衡供需、提高系统可靠性的关键作用。
但直流微电网中的多种能量存储装置往往存在差异性,给其运行和控制带来了一定的复杂性。
因此,本文针对直流微电网中多种能量存储装置的并联运行问题,进行了一系列的控制策略研究。
第一章引言1.1 研究背景近年来,随着分布式能源的快速发展,直流微电网逐渐成为了一个备受关注的话题。
与传统的交流电力系统相比,直流微电网具有更高的能量利用效率、更强的供电可靠性和更强的容错能力。
1.2 研究目的和意义为了充分发挥直流微电网的优势,提高系统的整体运行效率,研究直流微电网中多种能量存储装置的并联运行控制策略显得尤为重要。
第二章直流微电网概述2.1 直流微电网的基本概念直流微电网是由不同类型的分布式能源和能量存储装置组成的电力系统,其通过直流电进行能量传输和分配。
2.2 直流微电网能量存储装置的分类直流微电网中常见的能量存储装置有超级电容器、电池组、飞轮储能等。
不同的能量存储装置具有不同的特点和技术要求。
第三章直流微电网能量存储装置并联运行控制策略3.1 并联运行的优势与挑战直流微电网中的能量存储装置并联运行可以提高系统的供电可靠性和能量利用效率,但其面临着控制和管理的困难。
3.2 能量存储装置状态估计和控制算法针对直流微电网中多种能量存储装置的并联运行,需要设计有效的状态估计算法和控制策略,以实现系统的平稳运行。
3.3 功率分配策略在直流微电网中,能量存储装置的功率分配决定着系统的供电能力和供电质量。
因此,需要设计合理的功率分配策略,满足用户的需求。
第四章模拟实验与结果分析4.1 实验平台的建立为了验证直流微电网双向DC/DC并联运行控制策略的效果,本文建立了适用于模拟实验的实验平台。
中国高等学校电力系统及其自动化专业第 29 届学术年会,湖北宜昌:三峡大学,2013直流微电网双层控制策略孟明 1,原亚宁 21华北电力大学2华北电力大学Email: yuanyaning1990@摘 要:为了更好的实现直流微电网中新能源即插即用功能、提高新能源的利用率、改善 直流侧母线电压性能, 本文提出了直流微电网的分层控制策略。
所介绍的分层控制策略包 括两层: 微电网内层中新能源由最大功率跟踪控制实现新能源的最大化利用, 储能单元采 用电压平抑控制保证直流侧母线电压稳定; 微电网接口处变换器双向矢量解耦控制包含电 压电流双闭环控制,利用 d-q 坐标轴变换控制直流电压和功率因数,解决并网时功率双 向流动的问题。
本文给出了各层控制具体的理论分析和设计方法。
仿真结果证明了该方法 的可行性和有效性。
关键词:直流微电网;双层控制策略;最大功率跟踪;电压平抑;AC/DC 双向换流器Hierarchical Control System for DC MicrogridMeng Ming1,1 North China Electric Power UniversityYuan Yaning22 North China Electric Power UniversityEmail: yuanyaning1990@Abstract: In order to enhance the plug and play function of new energy power generation in DC microgrid, to increase the utilization of new energy and to improve the performance of DC bus voltage, a hierarchical control strategy of DC microgrid is proposed in this paper. This hierarchical control strategy is composed of two levels. Both new energy by the maximum power point tracking control to improve the utilization of new energy and energy storage unit controlled by voltage stabilization strategy to guarantee the stability of DC bus voltage are achieved in the primary control level. Secondary control level is employed to control the DC voltage and power factor by using d-q shaft transformation decoupling and solve the problem of bidirectional power flow with the grid by vector decoupling control. The detailed theoretical analysis and design method for each control level is also realized. Comprehensive simulation results indicate that the system based on new control method is stable and effective. Keywords: DC Microgrid; hierarchical control strategy; maximum power point tracking; voltage stabilization; bidirectional AC/DC converter 微电网,提出了一种双层控制策略。
1 引言微电网可分为交流和直流两类[1-2],目前主要以交 流形式存在[3],但随着新型负荷如计算机、家用电器、 变频器、开关电源、通信设备、电动汽车以及各种电子 设备的迅速发展,直流微电网有着更广阔的前景。
与交 流输电相比,直流输电有很多方面的优势,主要表现在 [4-6] :(1)直流输电不考虑频率的稳定问题;(2)直流输电 调节控制比较容易并且迅速; (3)直流输电线路本身无需 无功补偿;(4)直流输电并入大电网不需要考虑同步问 题; (5)直流输电还具有网络损耗小、 对通信干扰小等优 点。
为了在直流微电网中实现清洁能源的有效利用;维 持直流母线电压的稳定; 实现功率在直流微电网和大电 网间的双向流动。
本文基于太阳能和蓄电池构成的直流2 直流微电网中的内层控制2.1 直流微电网的结构直流微电网的出现为分布式新能源发电带来许多 便利。
直流微电网拥有独特的直流输电线路,相对于传统 交流系统不会产生大型故障,并未增加成本,同时还避 免了交流微电网中无功功率和频率等问题[7]。
直流微电 网主要由双向变流器、太阳能、储能装置、直流母线和 直流负荷构成。
图 1 是本文直流微电网的拓扑结构图。
D-226中国高等学校电力系统及其自动化专业第 29 届学术年会,湖北宜昌:三峡大学,2013图 2. MPPT 系统框图 图 1.直流微电网拓扑结构图2.2 太阳能的 MPPT 控制太阳能作为清洁、 无污染和无限储量的新型可再生 能源,其开发主要有光伏发电、光热利用、光生物利用 和光化利用四种形式[8] , 光伏发电技术有着广阔的市场 发展前景, 是未来能源体系中很重要的补充发电形式之 一,并逐渐从补充能源向替代能源转变[9]。
为了实现清 洁能源的有效利用, 本文中太阳能发电采用最大功率跟 踪控制。
MPPT 是直接或者间接利用 PV 的工作状态来确定 它的最大功率点位置进行跟踪调节的一种控制方法。
在 进行跟踪控制时虽然是采集光伏阵列的瞬时功率值, 但 是最终所要实现的控制量会转变为对 PV 系统输出电压 的控制。
图 2 给出了 MPPT 装置的系统控制框图[10]。
光伏 组件通过 Boost 升压电路提供直流电压,系统通过 MPPT 控制器小干扰法寻找光伏组件的最大功率点, 发 出控制信号,根据发出的 PWM 驱动信号调节 Boost 电路开关管 T 的占空比 D,调节输入电压 US,使光伏 组件的最大电压维持在最大功率点附近, 控制光伏组件 始终工作在最佳状态,输出最大功率,达到能量最佳利 用。
本文选取 Buck 电路派生的非隔离性双向变换器, 如图 3 所示为双向 DC/DC 电路的工作方式。
开关管的 驱动采用互补 PWM 方式, 即无论变换器工作在 Boost 模式还是 Buck 模式, 开关管 T1 和 T2 的控制信号都 是互补的,即 T1 高电平时 T2 低电平,反之亦然。
此 外为了不使桥臂互通, 特意在两开关管之间设置死区时 间,这样可以平滑实现 Boost 和 Buck 的切换。
在进 行实际应用时选取集成的半桥 IGBT 模块,结构简单, 容易实行。
图 3.双向 DC/DC 电路2.3 蓄电池的电压平抑控制由于光伏发电是间歇性能源, 不能提供稳定的功率 输出,为了维持暂态功率平衡和母线直流电压稳定,引 入蓄电池储能装置[11]。
通过检测系统的实时动态,调节 蓄电池工作状态,稳定直流母线电压。
本文采取电压平抑控制的设计进行蓄电池充放电。
控制模型如图 4 所示,采用双闭环的控制方法,外环采 用电压控制环, 设定直流母线额定电压 Ud*为 750V。
通过直流母线电压的测量值 Ud 与额定电压 Ud*比较所得 的误差经由 PI 调节器后得到电池的参考电流 Ib*。
内 环是电流控制环,通过对蓄电池的实际工作电流 Ib 的 检测来跟踪外环所给定的参考电流值 Ib*。
实际工作电 流 Ib 与参考电流值 Ib*比较后, 经 PI 调节器和 PWM 后 输出控制双向 DC/DC 变换器信号。
D-226中国高等学校电力系统及其自动化专业第 29 届学术年会,湖北宜昌:三峡大学,2013电流;无功功率只与 iq 有关,称为无功电流。
直流电压 可由有功电流控制,而功率因数可由无功电流控制。
因 此,PWM 整流器采用同步旋转坐标系下的电压电流双 闭环控制,能达到很好的效果。
4 仿真研究图 4.电压平抑控制仿真模型3 直流微电网中的外层控制一般来说,并网接口连接直流微电网和大电网,其目 的是控制变换器输出端电压和电流的稳定,并且满足单 位功率因数输出,同时保证并网电流电能质量满足并网 标准。
本文采取 AC/DC 双向变流器的方式解决微电网 的并网问题而且实现功率的双向流动。
双向 AC/DC 变 流器控制框图如下所示[12]。
在 Matlab/simulink 仿真软件中建立直流微电网模 型,在并网条件下,并且在负荷突变的况下对电路进行 时域仿真。
仿真所用太阳能电池组件的参数为:Vm=28.8V、 Im=6.94A、Isc=7.44A、Voc=35.4V,为模拟太阳能电池阵 列的输出特性,采用并联方式将 7 个太阳能电池并联, 得到最大输出功率 1400 W。
Boost 电路电感工作在连续 模式。
仿真时,系统选用的外界条件为 S=1000 W/m2、 T=28℃的标准条件,为了比较准确模拟出系统控制状 态,模拟环境变化光强曲线 S 在 3.5s~4s 和 6.5s~7s 时分别加以±300 W/m2 错误!未指定书签。
的光强变 化。
图 6 为在光照强度变化时光伏阵列的输出功率变化 曲线, 可以看出光伏阵列在光强变化时都能实现最大功 率跟踪。
图 5. 标准试验系统结果曲线图 6. 光伏阵列的输出功率假设系统三相电压对称,则由上图可得如下方程,e = Ri + Li + ur dc = idc − iR Cu(1) (2)用坐标变换将三相静止坐标系中的基波正弦变量 转化成同步旋转坐标系中的直流变量, 可简化控制系统 设计。
从三相静止坐标系到两相静止坐标系采用等量变 换, 同时选择 d-q 旋转坐标系中的 d 轴与电压矢量重合, 则进行 Park 变换可得到如下旋转坐标下的电流方程 = − Ri + ω Li + e − u Li d d q d dc = − Ri + ω Li − u Li q q d dc..蓄电池仿真电路中要求储能电感 L1 足够大,才能 保证电路在电流连续状态下正常工作, 确保蓄电池的充 放电在安全状态下运行。