微电网改进下垂控制的无功分配研究姜耀鹏

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微网孤岛运行模式下的改进下垂控制方法研究

微网孤岛运行模式下的改进下垂控制方法研究颜湘武;王星海;王月茹【摘要】受线路阻抗参数影响,传统的功率下垂控制难以保证并联微源输出的无功功率按其容量比合理分配.针对这一问题,提出了一种用于微网孤岛运行时的改进功率下垂控制策略,公共母线处的中央控制器向各并联微源的本地控制器发送无功功率给定值信号,通过积分器调节后实现下垂特性曲线的平移,保证并联微源输出的无功功率可以合理分配.此外,在无功-电压下垂策略中增加了公共母线电压有效值的反馈控制,保证了该处稳态电压为额定值;同时,在有功-频率下垂策略中通过减小下垂增益保证了系统稳态频率偏离额定值很小,加入了有功功率的微分环节,保证了下垂增益较小时系统仍然具有较好的动态性能.仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(043)004【总页数】7页(P1-7)【关键词】微网;下垂控制;孤岛运行;无功功率分配【作者】颜湘武;王星海;王月茹【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM761近年来，分布式发电(Distributed Generation, DG)技术引起了国内外学者的广泛关注[1-3],包含不同能源形式的DG组成的微电网系统成为了国内外研究的热点问题。

微网存在2种典型的运行模式：联网模式与孤岛模式[4-5],正常情况下，微网与主电网并联运行，当大电网故障或电能质量不能满足本地要求时，微网可切换为孤岛运行模式，增强了系统的灵活性，改善了电网的可靠性与安全性[6-7]。

微网运行于孤岛模式时，大多采用下垂控制策略，其结构简单，通过功率与系统频率、电压之间的对应关系实现负荷功率在各DG间的合理分配[8],并可以有效地支撑系统的频率和电压[9]。

一种改进的类功率下垂控制研究

１引言
当前，能源需求趋紧，以保护环境为前提的可持续发展理念受到广泛重视。国际上对分布式发电领域给予了更多的期待。作为分布式电源大规模应用的有效技术实现途径，微网技术可通过柔性控制降低分布式能源并网对大电网的影响，实现能源的高效利用。而微网中的部分微源如光伏、蓄电池等均以逆变器为媒介，实现与微网相连。因此，实现微网逆变器的并联运行下垂控制的研究具有十分重要的现实意义 ¨ ］。
ｏｎｌｏｃｌａｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｑｕａｓｉ — ｐｏｗｅｒｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏ１．Ａｆｔｅｒａｎｌｙａｚｉｎｇｐｏｗｅｒｓｈａｉｒｎｇｂｅｔｗｅｅｎｍｉｃｒｏ — ｓｏｕｒｃｅｓ，ｑｕａｓｉ — ｐｏｗｅｒｉｓｄｅｉｆｎｅｄａｓｔｈｅｌｉｎｅａｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ．Ａｃｔｉｖｅｑｕａｓｉ — ｐｏｗｅｒｏｎｌｙｒｅｌａｔｅｓｔｏｔｈｅｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｗｈｉｌｅｒｅａｃｔｉｖｅｑｕａｓｉ＇ｐｏｗｅｒｏｎｌｙｒｅｌａｔｅｓｔｏｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅ．Ｐｒｏｐｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅａｃｈｏｓｅｎｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｈａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｐｒｏｖｉｄｅｐｒｅｃｉｓｅｐｏｗｅｒｔｏｍｅｅｔｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｌｏａｄｂａｓｅｄｏｎｌｏｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｑｕａｓｉ－ｐｏｗｅｒｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏ１．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｓｕｐｅｒｉ－

《低压微电网中下垂控制的研究》范文

《低压微电网中下垂控制的研究》篇一一、引言随着可再生能源的广泛应用和分布式能源系统的快速发展，低压微电网技术逐渐成为研究热点。

下垂控制作为微电网中一种重要的控制策略，对保障微电网的稳定运行具有重要意义。

本文旨在研究低压微电网中的下垂控制技术，分析其工作原理、优势与挑战，并探讨其未来发展方向。

二、微电网概述微电网是指将分布式电源、储能装置、负荷等元素集成为一个整体，通过一定的控制策略实现独立运行或并网运行的电力系统。

低压微电网作为微电网的一种，具有结构简单、投资成本低、适用范围广等特点，在农村、偏远地区及城市配电网中具有广泛的应用前景。

三、下垂控制原理下垂控制是一种基于电压和频率的下垂特性的控制策略，通过模拟传统同步发电机的下垂特性，实现微电源之间的功率分配和电压、频率的调节。

在低压微电网中，下垂控制通过调整逆变器输出电压的幅值和相位，实现微电源输出功率的调整，从而满足微电网的负荷需求。

四、下垂控制的优点与挑战（一）优点1. 无需中央控制器：下垂控制具有分布式特点，各微电源之间通过局部信息实现协调控制，无需中央控制器，提高了系统的可靠性和灵活性。

2. 负载适应性：下垂控制能够根据负荷变化自动调整微电源输出功率，保证微电网的稳定运行。

3. 可再生能源友好：下垂控制能够适应不同类型、不同容量的可再生能源接入，有助于提高可再生能源的利用率。

（二）挑战1. 参数整定：下垂控制的性能受参数整定的影响较大，需要针对不同应用场景进行合理的参数整定。

2. 谐波抑制：低压微电网中存在较多的非线性负荷，容易产生谐波，影响下垂控制的性能。

3. 通信问题：虽然下垂控制具有分布式特点，但在某些情况下仍需要通信支持。

通信延迟、丢包等问题可能影响下垂控制的性能。

五、下垂控制技术研究进展目前，针对低压微电网中的下垂控制技术，国内外学者进行了大量研究。

研究方向主要包括优化参数整定方法、提高谐波抑制能力、增强通信支持等。

同时，一些新型的下垂控制策略如虚拟同步发电机技术也被引入到低压微电网中，提高了系统的稳定性和可靠性。

一种改进型低压微网的下垂控制策略研究

３．ＷｕｈｕＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈｕ２４１０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｎｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｍｉｅｒｏｇｒｉｄａｒｅａｔｏｎｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅ．
ＳｔｕｄｙｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＤｒｏｏｐＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄＡｐｐｌｉｅｄｔｏ
ＬｏｗＶｏｌｔａｇｅＭｉｃｒｏｇｒｉｄ
ＢＡＩＹｉｎ — ｋａｉ，ＹＡＮＦｅｉ — ｆｅｎｇ，ＺＨＵＪｕｎ — ｍｉｎ，ＣＨＥＮＣｈａｏ
ｄｉｒｅｃｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＰ－ｙ，Ｑ — ｕｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｔｈｅｉｎａｃｃｕｒａｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒ．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｄｒｏｏｐ
Ｗｉｔｈｓｕｃｈｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｉｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｄｅｃｏｕｐｌｅｄｗｈｉｌｅｔｈｅｐｏｗｅｒｃａｎｂｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｐｒｏｖｅｉｔｓｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．

基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略的研究

基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略的研究
随着能源需求的不断增长，低压直流微电网作为一种新型的能源分配方式逐渐受到人们的关注。

然而，由于微电网内部节点电压的下垂现象，导致电能无法有效地分配和利用。

因此，本文旨在研究基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略。

首先，本文分析了低压直流微电网中节点电压下垂的原因。

在微电网中，由于线路电阻和电感等因素的影响，节点电压会出现下降现象。

这种下垂现象会导致电能无法均匀分配到各个节点，从而影响微电网的整体运行效率。

接着，本文提出了一种基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略。

该策略通过对微电网中的节点电压进行实时监测和控制，以实现电能的均匀分配。

具体来说，当节点电压下降到一定程度时，系统会自动调节节点电压并将电能重新分配到其他节点，从而保持微电网的整体电压稳定。

此外，本文还设计了一个基于下垂控制的低压直流微电网功率分配系统。

该系统由电能储存装置、电能转换器和控制器组成。

电能储存装置用于存储和释放电能，电能转换器用于将直流电能转换为交流电能，控制器则负责对节点电压进行监测和调节。

最后，本文通过实验验证了基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略的有效性。

实验结果表明，该策略能够显著提高微
电网的电能利用效率，并保持节点电压的稳定。

同时，该策略还能够降低微电网的能源损耗，提高能源利用率。

综上所述，基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略具有重要的研究和应用价值。

通过该策略，可以有效解决低压直流微电网中节点电压下垂的问题，提高电能的分配效率和利用率，进一步推动低压直流微电网的发展和应用。

微源并网逆变器下垂控制策略的改进研究

ＳＵＮＹｕｎ－ｌｉｎｇ，ＨＵＡＮＧＷｅｉ，ＷＡＮＧＧｕａｎ — ｎａｎ，ＷＡＮＧＷｅｎ－ｊｕｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏａｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
于此控制策略的微电网仿真模型，仿真结果验证了此控制策略的有效性。关键词：微网：下垂控制；非线性特性；前馈环节；小干扰分析中图分类号：ＴＭ４６４文献标志码：Ａ文章编号：１６７３ — ７５９８（２０１３）０１－０００６－０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｇｄｒｏｏｐｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｓｔｅｎｄｔｏｒｅｄｕｃｅｓｔａｂｉ］ｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏ — ｇｒｉｄ，ｗｈｉｌｅｓｎｌａ］１ｄｒｏｏｐｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔｓｒｅｓｕｌｔｉｎｓｌｏｗｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｏｆｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｖｅｒｃｏｎｌｅｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｋｉｎｄｏｆｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｒｏｏｐ

改进型微源下垂控制策略研究

改进型微源下垂控制策略研究一、本文概述随着可再生能源的快速发展和分布式发电系统的广泛应用，微源下垂控制策略在电力系统中扮演着越来越重要的角色。

下垂控制作为一种分布式电源控制方法，通过模拟传统同步发电机的下垂特性，实现了电源间的功率分配和电压、频率的自动调节。

然而，传统的下垂控制策略在实际应用中仍存在一些问题，如功率分配不均、电压和频率波动等。

因此，研究改进型微源下垂控制策略对于提高分布式发电系统的稳定性和效率具有重要意义。

本文旨在研究和分析改进型微源下垂控制策略的相关技术和方法。

我们将对传统的下垂控制策略进行回顾和总结，指出其存在的问题和不足。

然后，我们将重点介绍几种典型的改进型下垂控制策略，包括基于虚拟阻抗的下垂控制、基于自适应下垂系数的下垂控制以及基于预测控制的下垂控制等。

这些改进策略通过引入虚拟阻抗、自适应调节下垂系数以及利用预测控制等方法，旨在提高下垂控制的性能和适应性。

接下来，本文将详细阐述这些改进型下垂控制策略的工作原理、实现方法以及在实际应用中的优势。

通过理论分析和仿真实验，我们将评估这些改进策略对提升分布式发电系统稳定性和效率的效果。

我们将对改进型微源下垂控制策略的未来发展方向进行展望，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

二、微源下垂控制基本理论随着可再生能源的普及和微电网技术的发展，微源下垂控制策略在分布式电源系统中得到了广泛应用。

微源下垂控制，也称为下垂控制或P-Q下垂控制，是一种模拟同步发电机下垂特性的控制方法，用于实现微电网中分布式电源（DG）的即插即用和无缝切换。

其核心思想是通过在DG上设置有功功率P和无功功率Q的下垂特性曲线，使得DG在并网运行时能够自动分配功率，而在孤岛运行时能够维持电压和频率的稳定。

下垂特性曲线：下垂特性曲线描述了DG输出的有功功率P和无功功率Q与其输出电压幅值和频率之间的关系。

通过合理设计下垂特性曲线，可以实现DG在并网时的功率自动分配和孤岛时的电压频率调节。

一种改善直流微电网负荷电流分配的下垂控制

㊀㊀㊀㊀收稿日期:2018-03-28;修回日期:2018-11-26基金项目:山西省应用基础研究项目(201701D 121130)通信作者:李㊀冰(1994-),女,硕士研究生,主要从事新能源发电控制技术研究;E -m a i l :475336395@q q.c o m 第37卷第1期电力科学与技术学报V o l .37N o .12022年1月J O U R N A LO FE I E C T R I CP O W E RS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YJ a n .2022㊀一种改善直流微电网负荷电流分配的下垂控制李㊀冰,李㊀岚,王㊀浩,柴㊀伦(太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024)摘㊀要:针对直流微电网中多个储能单元在补充或吸收系统功率的过程中,由于自身初始荷电状态(S O C )不同而出现的过充过放问题以及传统下垂控制法不能实时合理分配储能系统负荷电流的不足,为此研究开发一种新的基于蓄电池S O C 幂指数的下垂控制方法㊂与传统方法的不同在于该方法能够根据S O C 幂指数的变化实时改变下垂系数,使蓄电池S O C 和负荷电流达到均衡状态㊂通过对S O C 控制特性进行分析选出S O C 幂指数控制算法的合理参数n =2㊁p =7㊂蓄电池充㊁放电以及负载波动时的自动充放电过程M a t l a b /S i m u l i n k 仿真计算结果显示,所提方法能够有效均衡2组蓄电池的负荷电流与S O C ,且电压波动幅度控制在允许范围内㊂关㊀键㊀词:直流微电网;分布式储能;负荷分配;S O C 均衡;下垂控制D O I :10.19781/j.i s s n .1673-9140.2022.01.006㊀㊀中图分类号:TM 743㊀㊀文章编号:1673-9140(2022)01-0048-07A n i m p r o v e dd r o o p c o n t r o l o f l o a d c u r r e n t s h a r i n g i nD Cm i c r o gr i d L IB i n g,L IL a n ,WA N G H a o ,C H A IL u n (C o l l e g e o fE l e c t r i c a l a n dP o w e rE n g i n e e r i n g ,T a i y u a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,T a i yu a n030024,C h i n a )A b s t r a c t :M u l t i p l e e n e r g y s t o r a g eu n i t s i nD C m i c r o g r i dm a y e n c o u n t e r s o m e p r o b l e m s d u r i n g t h e p r o g r e s s o f s u p p l e -m e n t i n g o r a b s o r b i n g t h e p o w e r o f a s y s t e m ,s u c h a s t h e o v e r c h a r g i n g a n d o v e r -d i s c h a r g i n gpr o b l e m s d u e t o t h e i r d i f -f e r e n t i n i t i a l s t a t e o f c h a r g e (S O C ),a n d t h e t r a d i t i o n a l d r o o p c o n t r o lm e t h o d c a n n o t r e a s o n a b l y a l l o c a t e l o a d c u r r e n t o f t h e e n e r g y s t o r a g e s y s t e mi n r e a l -t i m e .An e wd r o o p c o n t r o lm e t h o db a s e do n t h eb a t t e r y S O Ce x p o n e n t i s d e v e l -o p e d i nr e s p o n s et ot h ea b o v e p r o b l e m s .T h ed i f f e r e n c ef r o m t h et r a d i t i o n a lm e t h o di st h a tt h en e w m e t h o dc a n c h a n g e t h e d r o o p c o e f f i c i e n t i n r e a l -t i m e a c c o r d i n g t o t h e c h a n g e o f t h e S O Ce x p o n e n t s o t h a t t h e b a t t e r y SO Ca n d t h e l o a d c u r r e n t r e a c ha n e q u i l i b r i u ms t a t e .I n t h e p a p e r ,t h eS O Cc o n t r o l c h a r a c t e r i s t i c s a r e a n a l y z e d ,a n d t h e n t h e r e a -s o n a b l e p a r a m e t e r s n =2a n d p =7o f t h eS O Ce x p o n e n t c o n t r o l a l g o r i t h ma r e s e l e c t e d .T h eT h e a u t o m a t i c c h a r g i n g a n dd i s c h a r g i n gp r o c e s su n d e rb a t t e r y c h a r g i n g ,d i s c h a r g i n g,a n dl o a df l u c t u a t i o n si ss i m u l a t e do n M a t l a b .I t i s s h o w n t h a t t h e p r o p o s e dm e t h o d c a n e f f e c t i v e l y b a l a n c e t h e l o a d c u r r e n t a n dS O Co f t h e t w ob a t t e r yg r o u p s .I n a d d i -t i o n ,t h e v o l t a g e f l u c t u a t i o na m p l i t u d e i s c o n t r o l l e dw i t h i n t h e a l l o w a b l e r a n ge .K e y wo r d s :D C m i c r o g r i d ;d i s t r i b u t e de n e r g y s t o r a g e ;l o a dd i s t r i b u t i o n ;S O Cb a l a n c e ;d r o o p c o n t r o l ㊀㊀近年来,随着可再生能源的不断应用和发展,提高电网对可再生能源的综合利用与系统整体能效成为一种趋势㊂鉴于例如太阳能等可再生能源均有直流输出特性,且直流微电网[1-5]中不存在谐波㊁相位Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李㊀冰,等:一种改善直流微电网负荷电流分配的下垂控制同步与无功率损耗等问题,因此,发展直流微电网成为提高可再生能源综合利用的有效手段㊂然而,在直流微电网中,可再生能源的自身特性会导致系统出现间歇性波动,故需要储能单元对系统缺额或盈余功率进行补偿,从而维持直流母线电压的稳定[6-7]㊂同时,储能单元还需要通过合理地控制自身充放电过程,使得负荷电流达到均分效果以改善系统的整体性能㊂在直流微电网整体结构中,储能系统通过双向D C-D C变换器接入直流母线,其中双向D C-D C变换器的控制方法一般包括恒压控制㊁恒流控制㊁电压电流双闭环控制㊁I-V下垂控制以及V-P下垂控制㊂在储能系统通过充放电平抑可再生能源功率波动和稳定母线电压的过程中,实现负荷电流均分[8]以及防止储能系统出现过充或过放成为一大研究热点㊂国内外学者对于储能元件之间功率的合理分配控制策略做了很多研究㊂文献[9]采用V-P下垂控制,通过改变下垂系数的比例关系实现直流微电网内储能元件间的功率分配,同时通过在下垂控制反馈中增加补偿阻抗来提高母线电压的动态性能,但是控制策略中忽略了储能元件的初始荷电(s t a t eo f c h a r g e,S O C)[10]信息;文献[11]采用基于最大功率和自适应下垂控制来协调多组储能元件之间的功率分配,使系统内的有功功率保持平衡,但其中S O C 仅用于限制控制策略,下垂系数与S O C无关;文献[12]提出了一种负荷电流分配与储能元件S O C的n次方成比例的控制策略,克服了线路阻抗影响,实现负荷电流均分,但是当S O C过小时系统会不稳定;文献[13]采用S O C指数函数来控制下垂系数的方法,但是由于在实际过程中S O C变化较为缓慢,导致下垂系数的变化率较小,系统均流速度慢㊂针对以上问题,本文研究开发了一种基于蓄电池S O C幂指数的新型下垂控制方法㊂该方法解决了并联蓄电池储能单元初始荷电状态不同时,以同一速度持续充放电导致的其中一组元件出现过充过放以及负荷电流不均的问题㊂M a t l a b/S i m u l i n k的仿真结果验证了该方法能够有效地均分储能元件S O C与负荷电流,且能够维持直流母线电压稳定㊂1㊀光伏直流微电网结构与控制方法分析1.1㊀光伏直流微电网结构光伏直流微电网的结构[14]如图1所示㊂其中光伏电池板作为分布式电源为特定区域内的楼宇等提供电能;储能系统中的超级电容和蓄电池分别作为功率型储能元件与能量型储能元件为系统充当后备电源,系统功率盈余时储能系统吸收功率,反之则补充功率缺额,从而弥补分布式电源的间歇性波动;除此之外,系统中还包括多种可控负载以及可以与系统进行能量交换的电动汽车㊂为突出重点,本文采用光伏与2组蓄电池并联的独立系统结构,并对储能元件负荷电流分配方法进行阐述与研究㊂电网分布式能源光伏电池直流母线储能系统负载电动汽车直流负载超级电容蓄电池图1㊀光伏直流微电网系统F i g u r e1㊀S y s t e ms t r u c t u r e o f p h o t o v o l t a i cD C m i c r o g r i d1.2㊀传统下垂控制分析在微电网中,负荷的分配方法主要采用的是以直流母线电压为信号的I-V下垂控制㊂I-V下垂控制是在直流母线电压的控制中通过引入电流反馈量和虚拟电阻,将给定的电压指令值进行修正,从而对有差控制的精度和达到的均流效果进行折中㊂2台容量相等的储能单元并联简化后的等效模型如图2所示㊂idc i dc jr R jloadu dcrefdc i dc dcref图2㊀2台变换器并联的传统下垂控制模型F i g u r e2㊀C o n v e n t i o n a l d r o o p c o n t r o lm o d e l o ft w o c o n v e r t e r s i n p a r a l l e l94Copyright©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月直流微电网中的传统I -V 下垂控制的数学表达为u d c i =u d c r e f -R i i d c iu d c j =u d c r e f -R j i d c j{(1)式中㊀u d c r e f 为储能单元变换器A ㊁B 的空载时的参考电压;u d c i ㊁u d c j 分别为变换器A ㊁B 的输出电压;i d c i ㊁i d c j 分别为变换器A ㊁B 的输出电流;R i ㊁R j 分别为变换器A ㊁B 的下垂系数㊂在电流分配精度要求高的情况下,线路阻抗是不可忽略的㊂根据图2模型可列出并联储能单元等效方程组,即u d c i =u d c r e f -i d c i R i -i d c i r i u d c j =u d c r e f -i d c j R j -i d c j r ju d c i =u d c jìîí(2)式中㊀r i ㊁r j 分别为变换器A ㊁B 的线路阻抗㊂式(2)可化简为i d c i i d c j=R j +r jR i +r i (3)㊀㊀根据戴维宁等效原理,图2所示电路可以化简为u L =u d c r e f ㊃R LR i +r i ()//R j +r j ()+R L(4)㊀㊀线路阻抗与下垂系数的大小直接影响了直流母线电压的变化,但是在传统下垂控制中不能根据储能元件的状态实时的调整下垂系数的大小,使得储能元件以单一的速度进行充放电且负荷电流的分配不可控,从而导致低容量的储能元件发生过放现象,或者高容量的储能元件发生过充现象㊂2㊀改进下垂控制方法考虑到传统下垂控制的缺陷,所提策略以储能元件S O C 作为中间变量对下垂系数进行实时控制,使得负荷电流逐渐均分,最终达到负荷均流的状态且保持母线电压稳定㊂为了使蓄电池的充放电速率与自身荷电状态相关,提出了一种基于S O C 的改进下垂控制,储能单元的下垂系数与电流之间需要满足的关系为R i (S O C i )i d c i =R j (S O C j )i d c j (5)㊀㊀为促进S O C 平衡及负荷电流的均分,要求每组蓄电池吸收或释放给直流微电网的功率必须关于其电荷状态加权,即在充电过程中,S O C 高的蓄电池组吸收较少电量,S O C 低的蓄电池组吸收较多电量;在放电过程中,S O C 高的蓄电池组释放较多电量,S O C 低的蓄电池组释放较少电量,实现S O C 的快速均衡㊂文献[10]中提出的控制算法为R S O C ()=R D e x p p S O C -A S O C ()[],i d c <0R D e x p -p S O C -A S O C ()[],i d c >0{(6)㊀㊀然而在实际运行中储能元件的容量问题导致S O C 的变化率很小,使得算法均流速度很慢㊂为使均流速度与精度提高,本文在其基础上进行了关于S O C 幂指数的改进控制,改进后的控制为u d c =u d c r e f -R S O C ()i d c(7)S O C =S O C 0-1C b a tʏi b a td t (8)R (S O C )=R D e x p p S nO C -A S O C n ()[],i d c <0R D e x p -p S nO C-A S O C n ()[],i d c >0{(9)式(7)~(9)中㊀S O C 0为蓄电池的初始荷电状态;R D 为一个初始给定的下垂系数;A s o c 为蓄电池的平均荷电状态㊂当i d c <0时,如果储能元件S O C 值大于平均值,即S O C >A s o c ,则将导致R (S O C )<R D ,意味着储能单元将比没有添加S O C 控制时提供更大的负荷电流;如果S O C <A S O C ,则R (S O C )>R D ,下垂系数增加使其提供的负荷电流减小㊂当i d c >0,情况与上述相反㊂值得说明的是,添加的S O C 控制只在S O C 不平衡时启动,一旦S O C 被均衡,下垂系数就会返回初始值R D ,恢复传统状态㊂由式(2)㊁(3)㊁(4)㊁(8)㊁(9)可以得到电流不平衡度之间关系,即Δi d c =u d c r e f 1R L -2e x p p ΔS n O C 2æèöø+R D R L R D +2R L c o s hp ΔS n O C 2æèöøéëùû(10)05Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李㊀冰,等:一种改善直流微电网负荷电流分配的下垂控制ΔS O C =ΔS 0O C -u d cu B a t t ㊃C B a t tʏΔi d c ㊃d t (11)式中㊀u B a t t 为电池组端电压;C B a t t 为蓄电池组容量;ΔS 0O C 为2组蓄电池的初始S O C 差值㊂由Δi d c 与ΔS O C 所示关系作出不同n ㊁p 时两者的关系曲线,如图3所示㊂ΔS OCΔi d c /A（a ）充电状态Δi d c /A（b ）放电状态ΔS OC1.00.80.60.40.20.0图3㊀不同n ㊁p 时Δi d c 与ΔS O C 关系曲线F i gu r e 3㊀C u r v e s o fΔi d c a n dΔS O Cw i t hd i f f e r e n t n ,p 从S O C 控制公式可知,R (S O C )与参数R D ㊁p ㊁n 有关㊂根据R (S O C )控制公式,利用MA T L A B /S i m u l i n k 得到图4所示三维立体图㊂当p 值接近ʃ10时,R (S O C )曲面会发生大幅度的冲击,不利于系统的稳定,且n 值越大,曲面波动的面积越大,因此在参数选择时,n ㊁p 取值不宜过大㊂由图3可知,p ㊁n 与蓄电池输出电流和S O C 的均衡速度有关㊂n 一定时,p 越大,Δi d c 变化越快,但是当ΔS O C 趋近0时,不同p 值作用下的电流差值不明显,需要n 值辅助均衡S O C ,使得电流在整个范围内都具有较快的变化速度㊂且由图3可知,在ΔS O C <0.2的范围内,n =2比n =3能使系统获得更快的均流速度㊂在实际情况中,2组蓄电池S O C 差值一般不会超过50%㊂综合考虑以上2个条件约束,本文选择p =7㊁n =2作为S O C 改进下垂法的控制参数㊂图4㊀R (S O C )曲面F i gu r e 4㊀S u r f a c e d i a g r a mo f R (S O C )3㊀仿真验证为了验证本文中所提的含有S O C 控制和电压前馈补偿的改进下垂控制在维持光伏直流微电网安全稳定运行与均衡储能元件S O C 和负荷电流方面的有效性,利用M a t l a b /S i m u l i n k 搭建了如图5所示的仿真模型㊂仿真中分布式能源采用最大出力为2k W 的光伏系统,储能单元采用2组相同容量的蓄电池并联,直流母线电压为400V ㊂充电情况中,光伏模块采用M P P T 控制恒定出力2k W ,负载电阻大小设置为133Ω,蓄电池S O C 115Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月初始值为50%,S O C 2初始值为10%;放电情况中,光伏模块控制不变,负载电阻大小设置为53Ω,蓄电池S O C 1初始值为100%,S O C 2初始值为60%且2蓄电池均采用含S O C 的改进下垂控制法,得到的蓄电池输出电流㊁直流母线电压与蓄电池S O C 波形如图6㊁7所示㊂图5㊀光伏直流微电网控制系统F i gu r e 5㊀C o n t r o l s y s t e mo f p h o t o v o l t a i cD C m i c r o g r i d （a ）输出电流波形（b ）直流母线电压波形（c ）SOC 波形420-2-4i d c /Ai dc1i dc21000800600400200t /s420410400390380U d c /V1000800600400200t /s10080604020S O C /%1000800600400200t /sS OC1S OC2ΔS OC图6㊀充电过程i d c ㊁u d c 和S O C 波形F i gu r e 6㊀T h ew a v e f o r mo f i d c ,u d c a n d S O C i n c h a r g i n g mo d e （a ）输出电流波形（b ）直流母线电压波形（c ）SOC 波形420-2-4i d c /Ai dc1i dc2420410400390380U d c /A10080604020S O C /%S OC1S OC2ΔS OC6004003002001000t /s500600400300200100t /s500600400300200100t /s500图7㊀放电过程i d c ㊁u d c 和SO C 波形F i gu r e 7㊀W a v e f o r mo f i d c ,u d c a n d S O C i nd i s c h a r g i n g mo d e 25Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李㊀冰,等:一种改善直流微电网负荷电流分配的下垂控制㊀㊀根据充电仿真结果可以看到,2组蓄电池的S O C 初始值为40%,蓄电池1的输出电流明显小于蓄电池2,且2组蓄电池输出电流之和为2A 左右,符合参数设置㊂随着充电过程的不断进行,两蓄电池的S O C 不断均衡,且输出电流在800s 左右达到平衡状态;放电情况中蓄电池1的输出电流明显大于蓄电池2,且两蓄电池输出电流之和为2A 左右㊂与充电情况类似,2组蓄电池的输出电流在400s 左右达到一致状态㊂储能单元负责调节总线电压,但是下垂系数会由于S O C 算法而不断变化,导致系统电压会发生波动㊂其中,充电情况时,母线电压波动8V 左右,放电情况时,母线电压波动约为3V ,但是这种干扰产生的电压波动在允许范围内㊂充放电电流的不断均衡验证了所提策略的有效性,2组蓄电池自动充放电仿真结果如图8所示㊂（c ）负载功率波形（a ）输出电流波形（b ）SOC 波形420-2-4i d c /Ai dc1i dc21000800600400200t /s100806040200S O C /%1000800600400200t /s300020001000P L /W10008006004002000t /sS OC1S OC2ΔS OC图8㊀负载波动时自动充放电仿真波形F i gu r e 8㊀S i m u l a t i o nw a v e f o r mo f a u t o m a t i c a l l y c h a r g i n g a n dd i s c h a r g i n g wh e n t h e l o a d f l u c t u a t e s 在自动充放电仿真中,蓄电池1㊁2的S O C 初始值分别为80%㊁40%,负载功率在250s 时由1500W 突增至2500W ,500s 时降至1000W ,750s 时又恢复2500W ,蓄电池经历了2次先充电再放电的过程㊂由图8可知,图8(a)中蓄电池输出电流随着负载的波动不断的均衡,图8(b )中S O C 也随着负载波动不断均衡,最终2组蓄电池的S O C 趋于一致㊂且算法会自动根据出力大小调整充放电速率,不断地均衡电流㊂4㊀结语针对直流微电网中不同荷电状态的并联蓄电池组用同一速度进行充放电可能会使其中一组元件产生过充过放的问题,而且2组蓄电池不能实时均流的缺陷,本文提出了一种基于S O C 控制的改进下垂法㊂通过M a t l a b /S i m u l i n k 仿真,得到在充㊁放电情况下,下垂系数能够跟随蓄电池S O C 实时变化,且2组蓄电池的负荷电流与S O C 能够逐渐达到平衡状态;在负载波动的自动充放电情况下,算法能够根据系统所需的出力大小改变蓄电池的充放电速率,最终使得输出电流与S O C 趋于一致㊂仿真结果验证了所提策略的有效性和可行性㊂参考文献:[1]王建建,孙媛媛,马钊,等.孤岛直流微电网接地运行方式及接地故障特性研究[J ].供用电,2021,38(1):3-10+24.WA N GJ i a n j i a n ,S U N Y u a n y u a n ,MAZ h a o ,e t a l .S t u d yo n g r o u n d i n g m e t h o d a n d g r o u n d i n g f a u l t c h a r a c t e r i s t i c s o f i s l a n d e d D C m i c r o gr i d [J ].D i s t r i b u t i o n &U t i l i z a -t i o n ,2021,38(1):3-10+24.[2]汪洋,陈凤云,肖文,等.考虑不确定性和含换电站的直流微电网优化研究[J ].智慧电力,2020,48(7):46-51.WA N G Y a n g ,C H E N F e n g y u n ,X I A O W e n ,e t a l .O pt i -m i z a t i o no fD C m i c r o g r i dc o n s i d e r i n g u n c e r t a i n t y an d b a t t e r y s w a p st a t i o n [J ].S m a r tP o w e r ,2020,48(7):46-51.[3]王源,南海鹏,关欣.风水储微电网优化调度策略研究35Copyright ©博看网. 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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。