王成山--微电网分析与仿真理论83
基于实时数字仿真的微电网数模混合仿真实验平台
基于实时数字仿真的微电网数模混合仿真实验平台刘一欣;郭力;李霞林;王成山【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(000)002【摘要】研究了基于RTDS的微电网运行和综合监控系统数模混合仿真实验平台，主要包括RTDS实时数字仿真系统、分布式电源控制系统和微电网运行与综合监控系统（EMS/SCADA）三部分。
RTDS实时数字仿真系统对微电网中的网络结构、各分布式电源和负荷的主回路电气部分和相应控制系统进行实时数字仿真模拟，并通过相应模拟量和数字量的输入输出接口与外部分布式电源控制系统和微电网综合监控系统进行实时数据交互，实现软件和硬件结合的闭环仿真。
最后基于该方法，搭建了针对风柴储独立微电网系统的数模混合仿真实验平台，可对微电网协调控制策略和能量管理策略等关键技术进行有效验证。
【总页数】11页(P82-92)【作者】刘一欣;郭力;李霞林;王成山【作者单位】智能电网教育部重点实验室天津大学天津 300072;智能电网教育部重点实验室天津大学天津 300072;智能电网教育部重点实验室天津大学天津300072;智能电网教育部重点实验室天津大学天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TM74【相关文献】1.基于实时仿真的功率连接型数模混合仿真技术研究 [J], 安然然;赵艳军;盛超;陈迅;张远2.基于NI-PXI微电网多模式数模混合仿真平台的设计与实现 [J], 李光辉;何国庆;郝木凯;孙艳霞;闫博3.沉浸式硬件在环的微电网虚拟现实仿真实验平台 [J], 王宝华;程路4.智能微电网虚拟仿真实验平台设计与实现 [J], 宋关羽; 王智颖; 李鹏; 于浩; 吴爱军5.直流微电网信息物理系统实时仿真实验平台 [J], 陆玲霞;万克厅;于淼;齐冬莲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
自动微分技术在分布式发电系统暂态仿真中的应用
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ４ Ｎ ｏ ． ２ ３ Ｄ ｅ ｃ ． １ ０， ２ ０ １ ０
自动微分技术在分布式发电系统暂态仿真中的应用
王成山 ，黄碧斌 ，李 鹏 ，高 菲 ，丁 菲 ，丁承第
（ ） 天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室 ，天津市 ３ ０ ０ ０ ７ ２
对 ｆ（ 进行分解可得到如下基本函 ｘ ｘ ｘ １， ２， ３） ｘ ２ ｘ ＝ｘ ｘ ， 数： ｘ ｘ ｘ ｘ １ ＝ｘ １， ２ ＝ｘ ２， ３ ＝ｘ ３， ４ ＝ｅ ， ５ １ ４ ， ， 。 ｘ ｉ ｎ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ６ ＝ｓ ３ ｘ ７＝ ２ ６ ｘ ８＝ ５＋ ７ 运用链式法则求取导数信息有 ２ 种基本实现模 ： 式 正向模式和 反 向 模 式 。 正 向 模 式 是 按 照 从 独 立 变量到依赖变量的方向应用链式法则逐次计算初等 反向 模 式 是 从 依 赖 变 量 到 独 立 变 量 运算的偏导数 ； 方向逐次进行计算 。 正向模式的实现如下所示 ： ｘ ｘ ｘ １＝ １， ２＝
ｘ ２ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ２， ３＝ ３， ４ ＝ｅ ２， ５＝ ４ １＋ ， （ ） ， ｘ ｘ ｘ ＝ ｃ ｏ ｓ ｘ ｘ ｘ ＝ ｘ ｘ ３ ３ ７ １ ４ ６ ６ ２ ＋ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ２ ６， ８＝ ５＋ ７。 由链式法则可得 ： ｘ ｘ ｘ ＝ ｘ ｆ（ ８＝ １， ２， ３） ｘ ｘ ２ ２ ＋ｓ ｘ ｅ ｉ ｎ ｘ ｅ ｘ ｘ １＋ （ １ ３） ２＋ （ ） ｘ ｃ ｏ ｓ ｘ ｘ ３ ３ ２ 反向模式的实现如下所示 ：
ｘ ２ ｘ ｘ ｘ ｅ ｓ ｉ ｎ ｘ ＝ｘ ＋ｘ ｙ ＝ ｆ（ １， ２， ３） １ ２ ３ 其 对 应 的 函 数 框 图 如 图１所 示 。 图中， ｘ １ ～ｘ ３为 输
平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法_王成山
；修回 日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ １ １ １ １ ４ ２ ０ １ ２ ０ ６ ２ １ － － － － 国家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （ ９ ７ ３ 计 划 ）资 助 项 目 （ ） ； 国家高 技术 研究发 展 计 划 （ 资助 ２ ０ ０ ９ Ｃ Ｂ ２ １ ９ ７ ０ ０ ８ ６ ３计划） ） ； 项目 （ 天津 大学自主创新 基 金资助项目 。 ２ ０ １ １ ＡＡ ０ ５ Ａ １ １ ７
［ ５］
） 确定微电 网 所 需 可 控 功 率 输 出 Ｐｎ 并对其 １ ｅ ｄ， 进行离散傅里叶变换 。 假设微电 网 由 间 歇 式 可 再 生 能 源 、 可 控 电 源、 相 应 输 出 功 率 分 别 由 Ｐｇ Ｅ Ｓ Ｓ及 负 荷 构 成， Ｐｇ ｒ， ｃ， ＰＥＳ ０和 Ｐ Ｌ 表示 。 为 满 足 微 电 网 联 络 线 功 率 控 制 目 有如下功率约束 ： 标 ＰＴＬ 需求 ，
（ ） 智能电网教育部重点实验室 ，天津大学 ，天津市 ３ ０ ０ ０ ７ ２
摘要 ：为 了 抑 制 高可 再生 能源 渗透率 并 网 微 电 网 联 络 线 功 率 波 动 对 电 网 的 不 利 影 响 ， 提出了用于 。 控 制微电网 联络 线 功率输 出 的 储 能系 统容量优 化 确 定 方 法 在 已 知 微 电 网 可 再 生 能 源 功 率 输 出 、 负荷 、 可控 电源 额 定 功率 及 联络 线 功率 控 制 目 标的 前 提 下 ， 基于微电网 平 滑联络 线 功率 所 需 可控 功 ， 率输 出 的 频谱 分析结 果 可 优 化 选 取 满足联络 线 功率 控 制 目 标 、 微 电 网 内 部 设 备 输 出 功 率 限 制、 储 能系 统 效 率 及 荷 电 状态 运 行 约束 的 储 能系 统功率 及 容量 。 算例 验证 了 所提 方 法 的 有效 性 。 关键词 ：储 能系 统 ；微电网 ；容量优 化 ；频谱 分析 ；联络 线 功率 控 制
含分布式新能源的微电网实验系统建设及应用
含分布式新能源的微电网实验系统建设及应用赵兴勇【摘要】微电网是高效利用分布式新能源、降低网损、提高能源利用率的有效手段之一,是智能配电网的重要组成部分.本文构建了一个由小型风力发电系统、光伏阵列、蓄电池组及控制系统组成的小型微电网试验平台.开展分布式新能源发电、新型配电网运行与控制、继电保护、自动控制等方面的实验,解决了无法对新型配电网进行现场试验的难题.增强了学生实际动手能力,同时也提升了教师科研、教学能力,有力支持了我校电气工程及自动化特色专业的建设.所提建设方案对于研究及推广新能源微电网具有积极的理论意义及实践价值.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2018(019)005【总页数】6页(P33-38)【关键词】微电网;结构设计;分布式发电;试验系统【作者】赵兴勇【作者单位】山西大学电力工程系,太原 030013【正文语种】中文智能微电网集信息技术、新能源技术、分布式发电技术等为一体，以专业智慧构建节能高效、绿色环保、安全可靠的电力系统，助力国家坚强智能电网的建设和发展。
微电网作为智能电网重要的组成部分，对新能源推广、节能降耗、降低炭排放具有重要意义[1-2,6]。
我校电气工程专业类依托我省电力行业快速发展和壮大，有着明显的行业背景与特色。
在山西乃至全国电力行业，有着不可替代的作用。
电力系统是现代化技术集成最高的行业之一，对学生知识、技能的要求不断提高。
微电网是电力系统未来的发展方向之一，其是以分布式电源为基础的小型模块化、分散式的供能网络，是发挥分布式发电效益的有效途径。
它不仅能提高供电质量和可靠性，而且能减轻环境和能源压力，还可以为大电网黑起动提供后备电源，是大电网的有力补充，更是智能电网的重要组成部分。
微电网的最大优势是提高了电力系统面临突发灾难时的抗灾能力。
大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合，可以减少电力输送距离、降低输电线路的投资和电力系统的运营成本，削峰填谷，降低电网损耗，降低电价。
微电网的建模、仿真及运行特性分析的开题报告
微电网的建模、仿真及运行特性分析的开题报告标题：微电网的建模、仿真及运行特性分析一、课题背景随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，对能源需求的不断增长，能源资源的短缺、环境污染等问题也日益凸显。
传统的中央化能源系统已经不再适应新的经济和环境形势。
因此，发展新能源、建设小型、分布式电力系统已是全球共识。
微电网是一种全新的、基于分布式能源的能源管理系统，它是由多种不同的分布式能源设施（如太阳能电池、风力发电机、燃料电池等）组成的小型电力网。
与传统的中央化能源系统相比，微电网具有以下优点：适应性强、鲁棒性好、可靠性高、灵活性大等。
因此，微电网在未来的能源发展中具有广阔的应用前景。
为了更好地利用微电网的优势，需要对其进行建模、仿真及运行特性分析。
二、课题目的本课题旨在研究微电网的建模、仿真及运行特性分析，具体目的如下：1. 建立微电网的基本模型，包括微电网中各种分布式能源设施的模型。
2. 设计微电网的控制策略，实现对微电网的稳定运行。
3. 进行微电网的仿真，分析不同工况下微电网的运行情况，探究微电网的运行特性。
4. 研究微电网与传统能源系统间的相互作用机制，为微电网的应用提出建议和展望。
三、课题内容和研究方法1. 微电网的建模建立微电网的基本模型，包括微电网中各种分布式能源设施的模型，建立微电网的电路模型、控制模型等。
2. 微电网的控制策略设计设计微电网的控制策略，实现对微电网的稳定运行。
包括能量管理策略、电网控制策略、微电网管理策略等。
3. 微电网的仿真以Simulink和PSCAD等软件，对微电网进行仿真，分析不同工况下微电网的运行情况，对市电故障、微电网内部故障等现象进行仿真分析。
4. 微电网的运行特性分析针对微电网的运行特性，探究微电网的能量管理、控制策略等因素对微电网运行的影响，分析微电网的可行性、可靠性、经济性等问题。
5. 相互作用机制研究研究微电网与传统能源系统间的相互作用机制，分析微电网在应对能源需求不断增加的同时如何与传统能源系统协同作战。
微电网运行与控制的建模与仿真
微电网运行与控制的建模与仿真随着能源需求的增长和气候变化的日益严重，微电网作为一种新兴的能源系统模式，正逐渐受到人们的关注和青睐。
微电网具有能源高效利用、环保节能、可靠性强等优势，成为未来能源供给的重要选择。
然而，微电网的运行与控制是其关键技术之一，建立准确的模型并进行仿真研究对于实现微电网的可靠、高效运行至关重要。
首先，微电网运行与控制的建模是基础和关键。
微电网是由多种分布式能源资源、储能设备和负荷组成的复杂系统，其内部元件之间的相互作用复杂而微妙。
因此，在建模过程中需要考虑到各种可能的因素，如光伏发电系统的输出受天气影响、风力发电系统与储能系统的协调运行等。
建立准确的微电网模型可以为后续的仿真研究提供可靠的基础。
其次，微电网的控制策略对于其运行效率和稳定性至关重要。
微电网控制策略一般包括能源管理、电能质量控制、安全保护等多方面内容，需要在系统实际运行中不断调整和优化。
通过仿真研究可以模拟各种场景下微电网的运行情况，验证不同控制策略的有效性和可行性，为实际系统的部署提供重要参考。
最后，利用仿真技术可以对微电网进行性能评估和优化设计。
通过建立合适的仿真模型，可以评估微电网系统的运行性能、经济性和环境友好性，为系统的优化设计提供重要依据。
例如，可以通过仿真研究优化光伏发电系统与储能系统的配比，提高能源利用效率和功率平衡性，使微电网系统具有更好的整体性能。
综上所述，微电网运行与控制的建模与仿真是实现微电网高效、可靠运行的重要工具和方法。
通过建立准确的模型、优化控制策略和评估系统性能，可以不断提升微电网系统的整体性能，推动微电网技术的发展和应用。
希望未来在微电网领域的研究工作能够更加深入和扎实，为建设清洁低碳的新能源系统做出更大的贡献。
基于FPGA的有源配电网实时仿真方法研究.pdf
国家高技术研究发展计划（863计划）资助（编号：2011AA05A114）国家科技支撑计划资助（编号：2013BAA01B02）基于FPGA的有源配电网实时仿真方法研究FPGA-Based Real-time Simulation for Active Distribution System（申请工学博士学位）一级学科：电气工程学科专业：电力系统及其自动化研究生：丁承第指导教师：王成山教授天津大学电气与自动化工程学院二零一四年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要实时仿真系统是配电网技术创新、概念验证、算法测试、装备研发的重要平台与手段，而有源配电网实时仿真需要强大的计算能力以满足数字仿真的实时性。
本文以当前备受关注的新型可编程逻辑器件FPGA为底层硬件，研究了有源配电系统实时仿真建模与系统设计方法，开发了基于FPGA的有源配电网实时仿真系统。
论文具体工作如下：（1）结合有源配电网的实时仿真需求，提出了基于FPGA的有源配电网实时仿真系统整体框架，包括：提出了考虑系统级并行、模块级并行以及底层并行的电气系统多层级并行仿真框架和提出了基于节点分析法的模块级并行设计方法；发展了基于顺序求解的控制系统仿真框架，在该框架下考虑了系统级并行、结构级并行以及底层并行的多层级并行结构；提出了基于FPGA的适于实时仿真的电气和控制系统多速率接口方法。
微电网规划设计方法综述_王成山
第36卷第1期2015年1月电力建设Electric Power Construction Vol.36，No.1Jan ，2015基金项目：国家高技术研究发展计划项目（863项目）（2011AA05A107）；国家自然科学基金国际合作项目（51261130473）；高等学校博士学科点专项科研基金（20120032130008）资助。
微电网规划设计方法综述王成山，焦冰琦，郭力，原凯（智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市300072）摘要：微电网是解决分布式发电并网和偏远地区或海岛供电的有效途径，具有广阔的应用前景。
微电网的建设需依托有效的规划设计方法，但因可再生能源和储能装置的接入，使得微电网规划设计与传统的电网规划方法出现较大区别。
该文从技术角度阐述了微电网规划设计的关键环节，分建模方法、求解算法与优化软件3个层面，逐一介绍了该领域的最新进展；并重点针对其中的规划设计与运行优化的耦合性、可靠性计算方法以及主要的设计软件进行了论述；最后从微电网自身、综合能源网、与配电网协调规划等视角，对微电网规划设计方法未来的研究方向进行了展望。
关键词：微电网；规划设计；运行优化；可靠性；优化算法；规划设计软件Ｒeview of Methods of Planning and Design of MicrogridsWANG Chengshan ，JIAO Bingqi ，GUO Li ，YUAN Kai（Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education （Tianjin University ），Tianjin 300072，China ）ABSTＲACT ：As an effective approach to connect the distributed generation to the grid and to supply energy to remote areas and islands ，microgrids present wide application prospect．It ’s impossible to build a microgrid without the help of efficient method of planning and design of microgrids．However ，the access of renewable energy sources and energy storage system to power system results in a great difference between the planning and design method of microgrid and the one of traditional power system．The paper presents the key steps of planning and design of microgrids on the technique side ，reviews the state-of-the-art techniques of planning models ，solving algorithms and softwares related to this field ，and at the same emphatically discusses the coupling between planning and operation of microgrids ，the calculation of reliability and the main planning softwares．Finally ，from the perspectives of microgrids themselves ，integrated energy network and coordinated planning with distribution system ，some proposals on the methods of planning and design of microgrids are proposed．KEYWOＲDS ：microgrid ；planning and design ；operation optimization ；reliability ；optimization algorithm ；planning and design software中图分类号：TM 715文献标志码：A文章编号：1000－7229（2015）01－0038－08DOI ：10.3969/j．issn .1000－7229.2015.01.0060引言微电网是指由分布式电源、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治系统［1］。
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第2章分布式发电系统模型
2）与其他分布式电源并联运行的接入系统模式
图2.71（b）给出了飞轮储能系统与其他分布式电源（如风机、光伏等间歇性电源）并联运行的接入系统模式。
在这种接入模式下，飞轮是储存还是释放能量由分布式电源的运行情况和交流网络情况所决定。
这种并网模式一方面可以有效减少间歇式电源功率波动对外部系统的冲击，另一方面也可以改善这类电源的可调度性。
当飞轮与风机并联运行是，假设风机的输出功率为P wind 风机与飞轮系统共同输出功率的参考值为P notal ，这里P notal 既可以是恒功率控制方式下的恒定参考功率，也可以是Droop控制中按照一定的比例关系分摊的功率不平衡量，还可以是恒压恒频控制中由频率控制得到的功率参考值，则飞轮的功率可设定为P ref =P wind -P notal, P ref可正可负。
由于风速的变化，风机的输出功率是波动的。
在正常风速情况下P notal =P wind ，P ref=0飞轮处于能量保持阶段，当风速变化时，P notal与P wind不再相等，其功率偏差值设定为飞轮的功率参考值P ref，当风速高于正常风速时P wind >P notal,P ref为正值，飞轮系统转速升高储存能量，当风速低于正常风速时
P wind >P notal,P ref为负值，飞轮系统转速下降释放能量。
通过飞轮转速的变化即可实现能量的储存与释放，此时的风机与飞轮混合系统对交流网络不在显现出功率的波动特性。
当风速正常单要求混合系统向网络输出的功率变化时，例如当系统采取Droop控制或是恒压/恒频控制时，混合系统输出功率的参考值P wind 是变化的，而当系统采取恒功率输出时，输出的有功功率参考值P wind也可能需要根据系统调度信息进行改变，这些情况下，P notal的变化量都可通过飞轮相应调整储存或释放能量来完成。
在飞轮储能系统中，常用的内置点击有感应电机，开关磁阻电机，同步磁阻电
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