登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
合肥工业大学电气与自动化工程学院、阳光电源股份有限公司的研究人员石荣亮、张兴、徐海珍、胡超、余勇撰文,针对由可再生能源发电系统、常规柴油发电机组(DGS)和蓄电池储能系统组成的独立微网,提出一种适合微网在孤岛模式下稳定运行的虚拟同步发电机(VSG)控制策略。
首先,建立DGS在同步旋转坐标系下的数学模型,并分析其输出电压和转速的阶跃响应特性;其次,在充分考虑DGS和VSG不同控制特性的基础上,提出一种适应独立微网分层协调控制的改进型VSG策略;然后,在基本VSG控制器中增加虚拟阻抗环节,灵活实现对微网谐波的抑制;最后,建立一套包含2台100 kV˙A VSG及1台440 kW DGS并联的独立微网实验平台,实验结果验证了所述控制策略的正确性与有效性。
微网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、交流变换器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统[1,2]。作为一种新型高效的能源利用形式,微网既能并网运行,也能孤岛运行。含多分布式电源(DistributedGeneration,DG)的独立微网能够有效提高系统的供电可靠性和电能质量并降低成本,是解决和改善高原、海岛等偏远地区分散电力需求的一种有效途径[3, 4]。
然而,由于独立微网失去了大电网的支撑,且大多数微源经电力电子接口接入微网,造成微网的惯性很弱,导致扰动发生后系统频率与电压快速变化,加上风电、光伏的随机性出力和负荷的不可预测性及多变性,使得微网独立运行时的频率与电压控制具有一定的挑战性[5]。
柴油发电机组(Diesel GeneratorSet,DGS)因具有独立供电、机动性强等优点而在独立微网中获得了广泛应用。但是,由于DGS较小的惯性及其较慢的动态性能,在带动具有较高动态变化率的负载时其输出频率和电压会产生较大波动,造成其暂态供电质量较差[6]。
另外,拖动无功负载时会造成DGS的有效带载能力显著下降,而带非线性负载时也会降低其供电质量及效率。基于DGS的上述特性,造成微网系统难以满足较高的供电质量要求。储能可以克服微网惯性小、抗扰动能力弱的问题,消减DG单元的间歇性对系统稳定性的影响,并使微网具有一定的可预测性和可调度性[4]。
在此背景下,围绕含DGS、储能等多DG的独立微网控制研究在全球范围内日益广泛和深入。
借鉴大电网的电能质量优化方案,通过外加有源电力滤波器[7]、静止无功发生器[8]及动态电压恢复器[9]等功率补偿装置来改善供电系统的性能,但会增加系统成本。为此,文献[10]采用储能单元补偿DGS的无功和动态有功功率的联合供电方案,以提高柴储混合系统的效率和电能质量,但无法为系统提供电压支撑。
文献[11]提出了独立微网中DGS和储能系统之间的协调控制方法,使得储能单元具备电压支撑能力,而DGS与储能双主源之间的切换存在失败的风险。文献[12, 13]利用基于下垂控制的储能系统实现对独立微网电压与频率的调节,保证了系统的不间断供电,然而下垂控制并不具备虚拟惯量,当系统出现有功功率供需不平衡时,微网频率也会快速波动。
针对该问题,在下垂控制的基础上,文献[14-16]提出通过改变储能单元的控制方法,向系统注入虚拟的转动惯量,使其模拟出类似同步发电机(SynonousGenerator,SG)所具有的旋转惯量和阻尼特性,即虚拟同步发电机(Virtual SG,VSG)的控制策略,以提高系统频率稳定性。
文献[17-19]提出自适应虚拟惯量的VSG技术,根据VSG的加速度和滑差选取不同的虚拟惯量,均在不同程度上仿真验证了其相比于传统下垂控制算法在提高微网系统频率稳定性方面的优势。文献[20]也验证了所提VSG控制策略相比于传统电流和下垂控制策略在提高光储柴独立微网频率稳定性方面的优越性。
然而,上述几种方案均没有综合考虑DG的不同动态性能、系统电压和频率调节的层次性、系统负荷的非线性等因素对独立微网的稳定运行及供电质量带来的影响。
本文以含有DGS和蓄电池储能系统的独立微网为例,提出一种适合微网在孤岛模式下稳定运行的VSG控制策略。
首先,建立DGS在同步旋转坐标系下的数学模型,并分析阶跃负载对其输出电压和频率的影响。其次,在充分考虑DGS和VSG不同动态时间响应尺度的基础上,提出一种适应独立微网分层协调控制的改进型VSG策略。然后,利用引入虚拟阻抗环节的VSG控制方案,解决非线性负载恶化微网系统供电质量的问题。最后,建立一套包含2台100 kV˙A-VSG及1台440 kW-DGS并联的独立微网实验平台,验证本文提出控制策略的正确性与有效性。
图1 微网的分层控制结构
图11 光储柴微网实验平台
结论
针对光储柴独立微网中DGS动态响应慢,且系统的频率与电压易受负载干扰的问题,本文提出了一种适合独立微网稳定运行的VSG控制策略,该策略利用VSG快速的动态响应特性,实现对系统电压频率与幅值波动的抑制,并利用虚拟阻抗控制回路对系统谐波进行灵活抑制。
通过对所提策略在光储柴微网平台上的验证,得出以下结论:
1)适应独立微网分层协调控制的改进型VSG策略,兼顾了VSG快速的动态性能与DGS较慢的动态性能,兼容了VSG的有差调节特性与DGS的无差调节特性,解决了阶跃负载条件下DGS输出电压频率与幅值波动的问题。
2)采用虚拟阻抗控制可以灵活设计VSG的等效输出阻抗,实现对微网谐波进行不控、抑制及拒绝3种模式的选择性抑制。
3)通过DGS独立运行及VSG与DGS并联运行条件下的负载阶跃对比实验,结果验证了改进型VSG控制策略可快速补偿系统功率,抑制系统频率与电压的波动。
4)通过2台100 kV˙A VSG并联运行时的非线性负载实验,结果验证了引入虚拟阻抗的VSG可灵活并有效实现不控、抑制及拒绝3种系统谐波抑制模式。
相关阅读:
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
“双碳”目标下,新能源迎来爆发式增长。截至今年3月底,太阳能发电装机容量约6.6亿千瓦,同比增长55.0%;风电装机容量约4.6亿千瓦,同比增长21.5%。然而,风光资源间歇性、不稳定性的特点也给电力系统的调度和平衡带来了不小的挑战。4月24日,“清华大学能源互联网创新研究院成立九周年院庆暨第二届能
习近平总书记强调,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。山西是我国重要的能源基地,资源禀赋和区位优势明显,电力产业基础好,承担着推进资源型经济转型发展、开展能源革命综合改革试点的使命。国网山西省电力公司认真贯彻习近平总书记重要讲话和重要指示批示精神,把坚持高质量发展作
北欧地区包括挪威、瑞典、芬兰、丹麦和冰岛五个国家,除冰岛外,其他四个国家均已实现电网互联,形成统一运行的北欧电力市场,被誉为全球第一个真正意义上的跨国电力市场,其作为区域电价解决区域间阻塞的典范一直都是研究电力市场的绝佳样本。国能日新近期在挪威落地微电网智慧能源管控项目,通过智慧
4月22日,广西南宁市印发南宁市城乡建设领域碳达峰实施方案(南住建〔2024〕157号),其中提到,强化城市发展与广西电网规划建设的相互衔接和协调配合,推动智能微电网、“光储直柔”、蓄冷蓄热、负荷灵活调节、虚拟电厂等技术应用,优先消纳可再生能源电力,主动参与电力需求侧响应。此外,建立以电力
4月18日,浙江台州与法国电力集团共同打造的智能微电网示范工程开工。这不仅是台州市首个“光储充放+园区能源管理系统”低碳园区项目,更是首个“车网互动”的园区示范场景。同时,该项目也是法电集团在国内的第一个光储充一体化项目。据悉,园区总建筑面积34万平方米,项目主要由光伏系统、储能系统、
4月18日,江西上饶经开区召开微电网及源网荷储项目调度会。上饶市副市长胡心田指出,微电网和源网荷储是构建新型电力系统的重要发展路径。结合开发区当前发展阶段和产业链发展实际,在需求侧和供给侧协调发力,加快供电改革,尽快满足工业生产电力缺口,适度超前扩大增配电网,促进分布式电力资源聚合
配电网覆盖城乡区域,连接千家万户,承担着广泛的政治责任、经济责任和社会责任。在市场和政策驱动下,分布式发电、电动汽车、新型储能迎来爆发式增长,配电网在促进分布式电源就近消纳、承载新型负荷等方面面临的挑战日益显著,其物理形态、数智形态、商业形态正发生深刻变革。在推进中国式现代化、建
4月17日,福建福鼎市对支持海岛振兴的十条措施征集意见。其中明确,到2025年,有必要的海岛都建成一张风光储充微电网,提升海岛供电能力和供电可靠性。意见稿中还指出,实施海岛电网巩固提升工程,加快主干电网、岛屿电网改建进度,重点推进“台山岛源网荷储零碳岛示范”和海域“海上电动船舶充电网络
4月17日,陕西省第一批工业领域碳达峰试点项目名单公布(陕工信发〔2024〕104号),其中包含多个电力项目,涉及微电网、储能、光伏、氢能、核电等方面。工业绿色微电网试点方向含三个,分别是西咸新区产发绿能科技有限公司泾河新城第二批分布式光伏发电项目、清安优能科技发展(榆林)有限公司氢赋能零
日前,陕西省确定了第一批32个工业领域碳达峰试点项目(企业)。在这批名单中,包含工业绿色微电网试点项目,分别是西咸新区产发绿能科技有限公司泾河新城第二批分布式光伏发电项目、西电宝鸡电气有限公司多能互补微网系统解决方案及示范工程应用项目等项目。此外,还包括其他方向的试点项目:陕西秦龙
4月17日,福建福鼎市对支持海岛振兴的十条措施征集意见,其中明确,到2025年,有必要的海岛都建成一张风光储充微电网,提升海岛供电能力和供电可靠性。意见稿中还指出,实施海岛电网巩固提升工程,加快主干电网、岛屿电网改建进度,重点推进“台山岛源网荷储零碳岛示范”和海域“海上电动船舶充电网络
日前,北极星电池网获悉,《湖州市碳达峰实施方案》印发。《方案》提出,积极发展多元化储能系统,加快新型储能建设发展,积极打造以储能装备产业为引领,创新能力突出、产业能级显著、示范应用加快、产业生态完善的全国绿色储能基地。探索建立动力蓄电池回收利用体系。湖州市碳达峰实施方案为深入贯彻
北极星储能网获悉,4月22日宁夏电力宁东公司发布2022年高低压穿越技改公开招标公告。公告称,招标范围为:配置四套高低电压穿越系统。每套高低电压穿越系统由一面蓄电池储能系统柜和一面高低电压穿越馈出柜组成。公告要求,2017年1月至投标截止日,投标人须至少具有高低压穿越改造项目合同业绩2份。招
日前,根据国家发展改革委、国家能源局关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见,由鲁能集团投资建设的青海省海西州多能互补集成优化示范项目入选国家首批23个多能互补集成优化示范工程项目。鲁能海西州多能互补集成优化示范项目拟建成国际领先的风、光、热、蓄多能互补、智能调度的纯清洁能源
储能电池及器件是太阳能光伏发电系统不可缺少的存储能电能的部件,其主要功能是存储光伏发电系统的电能,并在日照量不足,夜间以及应急状态下为负载供电。常用的储能电池有铅酸蓄电池、碱性蓄电池、锂电池、超级电容,它们分别应用于不同场合或者产品中。目前应用最广是铅酸蓄电池,从19世纪50年代开发
北极星储能网了解到,近日浙江南都电源动力股份有限公司下发关于与上海核工程研究设计院签署战略合作框架协议的公告,公告称2016年5月,公司与上海核工院本着互利合作、协作攻关的原则,签订了《战略合作框架协议》(以下简称本协议),拟就核电产业技术发展、技术创新、应用创新、核电标准制定等方面开
工信部2016年第17号公告发布了包括机械行业、汽车行业、电子行业等在内的587项行业标准。其中,包括《超级电容器分类及型号命名方法》电子行业标准。根据发布信息,该标准自2016年9月1日起正式实施。我国第一项超级电容器领域基础标准,终于出现了!相比于日、美、欧洲等地区把超级电容器作为国家级重
近日,国家能源局组织相关专家组成验收委员会对国家能源应用技术研究及工程示范项目(示范工程)中广核3MW/4MWh高容量蓄电池储能系统电站进行全面验收。核电站应急高容量蓄电池蓄能系统研发示范工程是国家能源应用技术研究及工程示范项目,是核电站非能动应急电源核心项目。项目整体规模为3MW/4MWh,于20
2015年12月16日,国家能源局组织相关专家组成验收委员会,在深圳大亚湾核电基地对中广核3MW/4MWh高容量蓄电池储能系统电站国家能源应用技术研究及工程示范项目(示范工程)进行全面验收。此次验收的主要领导包括国家能源局有关领导、中国核动力研究设计院梁研究员、中国核能行业协会肖秘书长及清华大学、
法国能源部近日宣布,为该国的海外领土和科西嘉岛的50兆瓦蓄电池技术加光伏电力项目进行招标。在法国的海外领土和科西嘉岛上的50兆瓦电力招标已经被公布这一50兆瓦的设施包括25兆瓦的屋顶项目和25兆瓦的地面安装或在停车遮阳结构上的光伏和电池系统。单一系统的最小规模必须为100千瓦。法国能源部表示
深圳供电局的研究人员陈旭宏,在2014年第16期《科技展望》杂志上撰文指出,微网是我国电网结构中重要的组成部分,对整个电网运行具有关键性的作用。储能技术经过近几年的发展,在微网中得到了广泛的应用,其中包括超级电容器储能技术、飞轮储能、蓄电池储能技术等。本文提出一种超级电容器与蓄电池混合
4月26日晚间,江苏林洋能源股份有限公司(以下简称“林洋能源”或“公司”)发布2023年报。2023年,公司实现营业收入68.72亿元,同比增长39.00%,归母净利润10.31亿元,同比增长20.48%;扣非净利润8.67亿元,同比增长23.61%。此外,公司拟向全体股东每10股派发现金股利3.03元(含税),总计派发6.18亿
北极星储能网获悉,据国家知识产权局公告,4月26日,中国石油化工股份有限公司申请一项名为“一种电化学储能设备用冷却液及其制备方法与应用”的专利,申请公布号为CN117925197A,申请日期为2022年10月25日。专利摘要显示,本发明属于冷却液技术领域,具体涉及一种电化学储能设备用冷却液及其制备方法
2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”在南京隆重召开,会上,中伦律师事务所资深律师王威表示,分布式光伏、储能开发投资中的法律风险主要是三个方面:一是项目合规性,二是房屋合规性,三是其他风险事项。中伦律师事务所资深律师王威在
4月25日,京能集团发布了浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告,项目位于山东省大同市,本次招标其中的浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包。浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告项目所在地区:山西省大同市一、招标
北极星储能网获悉,据国家电投浙江公司消息,4月25日14时18分,浙江公司宁波公司金田铜业10MW/20MWh综合智慧能源项目全容量投产。该项目位于浙江省宁波市江北区宁波金田铜业(集团)股份有限公司厂区内,每套储能规模为5MW/10MWh,由2台电池舱、2台变流升压舱、1台一次设备舱组成。该项目采用“削峰填
北极星储能网获悉,4月26日,国电南京自动化股份有限公司招标项目工程和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目磷酸铁锂储能电池系统采购批次评标结果公示发布。项目位于内蒙古和林格尔新区,容量64.8MW/259.2MWh。本标段包含容量64.8MW/259.2MWh的磷酸铁锂电池系统、预制舱/集装箱/电气室内的配套设
北极星储能网获悉,据易事特消息,4月24日,易事特集团与广东鲲鹏环保技术有限公司正式签署战略合作协议。双方将充分发挥各自特色优势,共推风光储充等新能源项目高质量发展。双方具有良好的合作基础,将在提升储能系统技术应用、产品品质及能效管理等方面展开合作,共推“新能源+储能”等新质生产力快
北极星储能网讯,4月26日,协鑫能科发布发布2023年年报及2024年一季度报告。2023年度,公司实现营业收入1014369.36万元,(约为101.43亿元)较上年同期下降7.37%;归属于上市公司股东的净利润90,899.37万元,较上年同期增长32.87%。在储能业务上,2023年度,协鑫能科共完成独立储能备案项目4.5GW/9GWh
4月25日,在北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的2024分布式光储创新峰会(江苏站)上,上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭对工商业储能开发流程与运营模式进行了深入的解析。上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭近年来,工商业储能受到了广泛的关注和应
北极星储能网讯,4月26日,天合光能发布2023年年度报告。根据报告显示,报告期内,天合光能实现营业收入1133.92亿元,同比增长33.32%,实现归母净利润55.31亿元,同比增长50.26%。公司电站项目开发和销售取得超预期增长,其中风光储项目指标获取量超6.2GW,储备量8.5GW;分布式业务稳定高速发展,市场
北极星储能网获悉,4月25日,湖南娄底市生态环境局公示冷水江经开区100MW/200MWh储能电站项目环境影响报告。公示显示,冷水江经开区100MW/200MWh储能电站项目新建100MW/200MWh储能站及长铺110kV变电站,100MW/200MWh储能站本期一次建完,长铺110kV变电站分期建设,本期主变压器建设规模为1×50MVA。建
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!