微电网电压稳定性分析.ppt

 关于微电网的几个观点的讨论 1 2 目录 基于荷电状态(soc)的改进下垂控制方法 含风电微电网电压稳定性分析及控制 讨论一：基于荷电状态的改进下垂控制方法 微电网系统中常采用分布式储能单元作为能量缓冲环节，以提升系统供电的稳定性和可靠性，为实现负荷功率在分布式储能单元之间的合理分配，提出了基于荷电状态(soc)改进下垂控制方法 。 提出原因：在实际微电网系统中，由于可再生能源功率输出不稳定，因此需增加储能单元，以提升系统供电的稳定性和可靠性。在储能单元的工作过程中，其自身的剩余容量或荷电状态反映了储能单元的电能输出能 力。由于微电网中的储能单元通常分布式接入公共母线，因此储能单元输出功率的分配同样需要满足分布式结构的要求。 本文基于交流微电网的分布式结构，将传统下垂控制方法应用到交流微电网分布式储能系统中。在储能单元种类相同，且功率等级相近的情况下，结合SOC 概念，对传统下垂控制方法进行改进，以实现根据SOC调整有功功率输出的目的，并对无功功率进行均等分配。 荷电状态(soc)：蓄电池使用一段时间或 长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电 状态的容量的比值。 传统下垂控制： 改进后的下垂控制： 1.控制系统模型分析 2.改进下垂控制方法参数范围限制 若下垂系数过大，会影响系统的稳定性。所以，参数的选择需保证以下条件。 1）选取合适的初始下垂系数m0,其取值通常较小，以减小下垂控制造成的频率跌落。 2）幂指数n取值不可过大， 以保证在SOC取值较小时，下垂系数不会下降过快。 3）需将SOC控制在一定范围内，取值不能较小。这不仅受限于文中提 出 的算法，同样受限于储能单元本体特性。对于储能单元单体而言，当SOC过小时,其输出电压将会出现较大跌落,无法正常对负载供电需转为充电状态 。因此，实际中当储能单元处于放电状态时，其SOC的最低值为0.1-0.3，若SOC低于此值，则转为充电状态 。 3.实验验证 (m0=0.0006HZ/kw n=6) 图5给出在不存在储能单元切除的情况下,利用基于储能单元SOC的下垂控制对SOC及逆变器输出功率进行调整的结果。 由5图可知，利用改进的下垂控制方法，3个储能单元的SOC趋于相等，且3台逆变器的输出功率逐渐达到平衡，实现了结合SOC对负荷功率进行分配的目的。 图6所示结果验证了当部分储能单元切除时改进下垂控制方法的有效性。 如图所示，在 t1时刻前3组储能单元同时工作,三者的SOC趋于相等，且功率趋于均等分配。在t1时刻 1号逆变器切除，负载功率完全由2号逆变器和3号逆变器供给， 在改进的下垂控制作用 下，二者继续趋于均等分配负荷，同时二者的SOC趋于相等。在t2时刻，2号逆变器切除，负载功率由3号逆变器单独供给。 在存在故障切除的情况下，改进下垂控制 方法仍然适用，仍可实现对于各储能单元SOC的均衡，并结合SOC的负荷功率动态分配。 1）该方法考虑储能单元自身的SOC，对传统下垂控制方法中的下垂系数实现了动态调节，满足微电网系统中储能单元的分布式接入要求。 2）利用提出的改进下垂控制方法 ，SOC较大的储能单元提供较多的有功功率，SOC较小的储能单元提供较少的有功功率，以实现有功功率在不同储能单元间的合理分配。 4.结论 讨论二：含风电的微电网电压稳定性分析及控制 1.风机的模型 理论分析得，AW T的异步发电机电磁转矩Te 满足： 输出转矩Tw ： 由图3 可知，系统电压越低，AWT运行时稳定转速与动态稳定转速极限的差值越小，其动态稳定性能越差。 由此可见，稳定系统电压对改善AWT的动态稳定性能有着重要的作用。 AWT输出功率随s 的变化而改变，两者的关系如图4 所示（以吸收功率为正方向）。当风速升高时，|s|增加，AWT输出有功功率增大，其吸收的无功功率也相应增加；当风速变小时，|s| 减小，AWT输出有功功率降低，其吸收的无功功率也相应减少；当|s|超过一定数值后，Q / P 值趋于恒定。 2.AWT运行对系统电压稳定性的影响 由图可知，在相同的接入点AWT接入容量越大，节点电压波动越剧烈。AWT在MG 中接入位置的选择直接影响到系统的电压稳定。 如图可知，在风速过高或线路发生故障等情况下，AWT需要停机或切除。当MG 容量较大（或轻载）时，小容量AWT 的切除对系统电压的影响较小，而大容量AWT的切除可导致系统电压发生较大幅度跌落。 如图可知，AWT随风速变化其输出功率相应波动，风速变化越剧烈，AWT运行对系统电压的影响越明显。当AWT占系统容量的比例超过一定数值后，