计及光储荷特性的直流微网低压穿越控制策略

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201905107

中国电力 ›› 2019, Vol. 52 ›› Issue (7): 47-54.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201905107

• 新能源——多能互补系统 • 上一篇下一篇

计及光储荷特性的直流微网低压穿越控制策略

李妍^1,2, 王展³, 黄迅⁴, 张慧媛⁴, 何大瑞^1,2

1. 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院, 江苏南京 210008;
2. 国网江苏电力设计咨询有限公司, 江苏南京 210008;
3. 国网江苏省电力有限公司, 江苏南京 210008;
4. 华北电力大学电气与电子工程学院, 北京 102206

收稿日期:2019-05-22 修回日期:2019-06-06 出版日期:2019-07-05 发布日期:2019-07-13
作者简介:李妍(1981-),女,高级工程师,从事电力电子与电力传动研究,E-mail:21030074@qq.com;王展(1976-),男,高级工程师,从事电力系统研究,E-mail:13952035323@139.com;黄迅(1992-),男,通信作者,硕士研究生,从事新能源发电与并网研究,E-mail:huangxun12366@163.com;张慧媛(1963-),女,副教授,从事光伏发电和微网储能系统研究,Email:zhyseunj@aliyun.com;何大瑞(1991-),男,硕士,从事电力系统继电保护研究,E-mail:hdr2908@163.com
基金资助:
国网江苏电力设计咨询有限公司科技项目（JE201803）。

LVRT Control Strategy For DC Microgrids Considering the Characteristics of PV/Storage/Load

LI Yan^1,2, WANG Zhan³, HUANG Xun⁴, ZHANG Huiyuan⁴, HE Darui^1,2

1. State Grid Jiangsu Economic Research Institute, Nanjing 210008, China;
2. State Grid Jiangsu Electric Power Design Consulting Co., Ltd., Nanjing 210008, China;
3. State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd., Nanjing 210008, China;
4. School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China

Received:2019-05-22 Revised:2019-06-06 Online:2019-07-05 Published:2019-07-13
Supported by:
This work is supported by Science and Technology Project of State Grid Jiangsu Electric Power Design Consulting Co., Ltd. (No.JE201803).

摘要/Abstract

摘要： 针对并网运行的直流微网低电压穿越问题，分析了光储荷直流微网系统构成及运行原理，得出了直流母线电压解析表达式。基于不同电压跌落幅度及变流器最大承载电流限制，提出了一种计及光储荷特性的母线电压分层协调控制策略，依据母线电压波动幅度和微网功率状态，综合调整各单元运行模式来实现系统低电压穿越，提升了系统低电压穿越期间功率平衡及直流母线电压稳定水平。最后通过MATLAB/Simulink平台搭建仿真实例，验证了所提低电压穿越控制策略的可行性和对直流母线电压更好的控制效果。

关键词: 直流微网, 直流母线电压, 电压分层, 低电压穿越, 功率状态

Abstract: Low voltage ride-through (LVRT) of grid-connected DC microgrid has been driving academic attentions. Firstly, the structure and operation principle of DC microgrids are developed to obtain the analytical expression of DC bus voltage. Secondly, based on different voltage sags and the maximum current limitation of the converter, a hierarchical coordinated control strategy of bus voltage is proposed considering the characteristics of PV/storage/load. Then according to the fluctuation range of bus voltage and the power state of microgrid, operation modes of DC grid unit are adjusted comprehensively to realize LVRT, which can improve the power balance as well as the stability level of DC bus voltage during LVRT. Finally, a simulation example is built on the platform of MATLAB/Simulink to verify the feasibility of the LVRT strategy and the effectiveness of the control strategy on DC bus voltage.

Key words: DC microgrid, bus voltage, voltage stratification, LVRT, power state

中图分类号:

TM743

李妍, 王展, 黄迅, 张慧媛, 何大瑞. 计及光储荷特性的直流微网低压穿越控制策略[J]. 中国电力, 2019, 52(7): 47-54.

LI Yan, WANG Zhan, HUANG Xun, ZHANG Huiyuan, HE Darui. LVRT Control Strategy For DC Microgrids Considering the Characteristics of PV/Storage/Load[J]. Electric Power, 2019, 52(7): 47-54.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.electricpower.com.cn/CN/10.11930/j.issn.1004-9649.201905107

https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2019/V52/I7/47

参考文献

[1] 丁明, 张颖媛, 茆美琴. 微网研究中的关键技术[J]. 电网技术, 2009, 33(11):6-11 DING Ming, ZHANG Yingyuan, MAO Meiqin. Key technologies for microgrids being researched[J]. Power System Technology, 2009, 33(11):6-11
[2] 张丹, 王杰. 国内微电网项目建设及发展趋势研究[J]. 电网技术, 2016, 40(2):451-458 ZHANG Dan, WANG Jie. Research on construction and development trend of micro-grid in China[J]. Power System Technology, 2016, 40(2):451-458
[3] 冯江华, 赵新, 苏展. 独立运行微网系统的能量管理策略研究[J]. 中国电力, 2016, 40(2):451-458 FENG Jianghua, ZHAO Xin, SU Zhan. Research on energy management strategy for the islanded mode of micro-grid[J]. Electric Power, 2016, 40(2):451-458
[4] 万千, 夏成军, 管霖, 等. 含高渗透率分布式电源的独立微网的稳定性研究综述[J]. 电网技术, 2019, 43(2):598-612 WAN Qiang, XIA Chenjun, GUAN Lin, et al. Review on stability of isolated microgrid with highly penetrated distributed generations[J]. Power System Technology, 2019, 43(2):598-612
[5] 杨新法, 苏剑, 吕志鹏, 等. 微电网技术综述[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(1):57-70 YANG Xinfa, SU Jian, LV Zhipeng, et al. Overview on micro-grid technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2014, 34(1):57-70
[6] DRAGICEVIC T, LU X, VASQUEZ J C, et al. DC Microgrids-Part I:A review of control strategies and stabilization techniques[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2016, 31(7):4876-4891.
[7] 李越嘉, 杨莹, 常国祥. 微电网技术在中国的研究应用现状和前景展望[J]. 中国电力, 2016, 49(增刊):154−158, 165. LI Yuejia, YANG Ying, CHANG Guoxiang. Present situation of research and application on microgrid technology and its prospects in China[J]. Electric Power, 2016, 49(S):154−158, 165.
[8] 李承尧, 杨勇, 朱彬彬. 一种具有低电压穿越能力的单相光伏发电系统[J]. 中国电力, 2016, 49(3):160-165 LI Chengyao, YANG Yong, ZHU Binbin. A novel single-phase pv generation system with LVRT capability[J]. Electric Power, 2016, 49(3):160-165
[9] 孟润泉, 刘家赢, 文波, 等. 直流微网混合储能控制及系统分层协调控制策略[J]. 高电压技术, 2015, 41(7):2186-2193 MENG Runquan, LIU Jiaying, WEN Bo, et al. Hybrid energy storage control and system hierarchical coordinated control strategy for DC microgrids[J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(7):2186-2193
[10] 张建华, 史佳琪, 郑德化, 等. 微电网运行与控制IEC标准进展与分析[J]. 电力系统自动化, 2018, 42(24):1-14 ZHANG Jianhua, SHI Jiaqi, ZHENG Dehua, et al. Develop and analysis of microgrid operation and control standards of International Electrotechnical Commission[J]. Automation of Electric Power Systems, 2018, 42(24):1-14
[11] 王盼宝, 王卫, 孟尼娜, 等. 直流微电网离网与并网运行统一控制策略[J]. 中国电机工程学报, 2015, 35(17):4388-4396 WANG Panbao, WANG Wei, MENG Nina, et al. Unified control strategy of islanding and grid-connected operations for DC microgrid[J]. Proceedings of the CSEE, 2015, 35(17):4388-4396
[12] JIN C, WANG P, XIAO J, et al. Implementation of hierarchical control in DC microgrids[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014, 61(8):4032-4042.
[13] XIAO J, WANG P, SETYAWAN L. Hierarchical control of hybrid energy storage system in DC microgrids[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2015. 62(8):4915−4924.
[14] 王毅, 张丽荣, 李和明, 等. 风电直流微网的电压分层协调控制[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(4):16-24, 4 WANG Yi, ZHANG Lirong, LI Heming, et al. Hierarchical coordinated control of wind turbine-based DC microgrid[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(4):16-24, 4
[15] 李武华, 顾云杰, 王宇翔, 等. 新能源直流微网的控制架构与层次划分[J]. 电力系统自动化, 2015, 39(9):156-163 LI Wuhua, GU Yunjie, WANG Yuxiang, et al. Control architecture and hierarchy division for renewable energy DC microgrids[J]. Automation of Electric Power Systems, 2015, 39(9):156-163
[16] 范柱烽, 毕大强, 任先文, 等. 光储微电网的低电压穿越控制策略研究[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(2):6-12 FAN Zhufeng, BI Daqiang, REN Xianwen, et al. Low voltage ride-through control of the photovoltaic/battery micro-grid system[J]. Power System Protection and Control, 2015, 43(2):6-12
[17] 孟明, 贺海博, 王志鹏, 等. 直流微网低电压穿越控制策略研究[J]. 电测与仪表, 2017, 54(2):31-37 MENG Ming, HE Haibo, WANG Zhipeng, et al. LVRT control strategy for DC micro-grid[J]. Electrical Measurement and Instrument, 2017, 54(2):31-37
[18] 刘家赢, 韩肖清, 王磊, 等. 直流微电网运行控制策略[J]. 电网技术, 2014, 38(9):2356-2362 LIU Jiaying, HAN Xiaoqing, WANG Lei, et al. Operation and control strategy of DC Microgrid[J]. Power System Technology, 2014, 38(9):2356-2362
[19] 国家电网公司:光伏发电站接入电网技术规定:Q/GDW 1617—2015[S].
[20] 赵冬梅, 张楠, 刘燕华, 等. 基于储能的微网并网和孤岛运行模式平滑切换综合控制策略[J]. 电网技术, 2013, 37(2):301-306 ZHAO Dongmei, ZHANG Nan, LIU Yanhua, et al. Synthetical control strategy for smooth switching between grid-connected and islanded operation modes of microgrid based on energy storage system[J]. Power System Technology, 2013, 37(2):301-306

计及光储荷特性的直流微网低压穿越控制策略

LVRT Control Strategy For DC Microgrids Considering the Characteristics of PV/Storage/Load

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	柳丹, 江克证, 康逸群, 冀肖彤, 徐韫钰, 刘芳. 弱电网下新能源逆变器自同步电压源低电压穿越控制方法[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 21-29.
[2]	李建标, 陈建福, 高滢, 裴星宇, 吴宏远, 陆子凯, 周少雄, 曾杰. 基于RG-DDPG的直流微网能量管理策略[J]. 中国电力, 2023, 56(7): 85-94.
[3]	梁伟, 吴林林, 赖启平, 李东晟, 徐曼, 沈沉. 风电直流送出系统送端交流故障下风机过电压研究[J]. 中国电力, 2023, 56(4): 28-37.
[4]	薛飞, 李旭涛, 李宏强, 田蓓. 基于双侧电压反馈控制策略的并网光伏系统电压稳定性研究[J]. 中国电力, 2022, 55(9): 183-191,203.
[5]	刘辉, 王阔. 新能源低电压穿越无功电流对暂态电压安全约束的影响[J]. 中国电力, 2022, 55(2): 152-158.
[6]	林其友, 蒋文良, 李媛媛, 汪冬冬, 牟思南. 基于母线电压分层的直流微网系统协调控制[J]. 中国电力, 2022, 55(2): 166-171,180.
[7]	张天翼, 郑凯元, 王海风. 聚合相同分布式电源对直流微电网高频振荡稳定性的影响[J]. 中国电力, 2021, 54(8): 103-108.
[8]	乔腾, 张益铭, 曹一家, 王力, 袁清. 基于概率可靠性评估的永磁直驱风机低电压穿越控制模型参数辨识[J]. 中国电力, 2021, 54(12): 102-111.
[9]	杨春波, 王晶晶, 康鹏, 曾琳枫, 郑峰. 基于混合型算法的光伏发电系统低电压穿越控制策略[J]. 中国电力, 2020, 53(3): 18-27,58.
[10]	毋炳鑫, 谢卫华, 叶红恩. 交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术[J]. 中国电力, 2017, 50(1): 62-66.
[11]	李承尧，杨勇，朱彬彬. 一种具有低电压穿越能力的单相光伏发电系统[J]. 中国电力, 2016, 49(3): 160-165.
[12]	冯骁，张建成. 超级电容器储能系统在两端供电直流微网中的电压控制方法研究[J]. 中国电力, 2016, 49(3): 154-159.
[13]	李凤婷，张谦，黄蓉，何世恩. 机组参与调节的双馈机组低电压穿越综合控制策略[J]. 中国电力, 2016, 49(3): 141-147.
[14]	汤伟，刘路登，殷骏，李刚. 火电机组辅机变频调速系统低电压穿越测试[J]. 中国电力, 2016, 49(2): 26-30.
[15]	王珂, 王新霞, 焦东翔, 张鹏, 魏新宇. 故障下双馈风电系统机电能量平衡的可行性分析[J]. 中国电力, 2016, 49(11): 94-99.

模态框（Modal）标题

计及光储荷特性的直流微网低压穿越控制策略

LVRT Control Strategy For DC Microgrids Considering the Characteristics of PV/Storage/Load

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics