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| 1 | 基于离散一致性的孤立直流微网自适应下垂控制显示文摘由于线路阻抗分布不均,基于定虚拟电阻的传统下垂控制方法在孤立直流微电网负荷分配中无法同时满足均流及调压要求。文中提出了一种基于离散一致性的自适应下垂控制策略,各控制节点在同步时钟的作用下与邻居节点交换电压、电流信息,通过本地的分布式算法迭代评估全网平均电压,并动态寻找满足均流及调压要求的目标虚拟电阻,实现变虚拟电阻的自适应下垂控制。由于没有中心控制器,增加了控制的鲁棒性及灵活性。利用Matlab/Simulink搭建包含光伏系统、燃料电池、储能蓄电池、恒功率负荷的直流微电网模型,在JADE平台上开发离散的分布式算法及通信协议,通过联合仿真验证了所提控制策略的有效性。对通信延时的影响进行了详细分析,并提出了相应的解决措施;设计了节点投退机制,仿真验证了所提策略的即插即用特性。 | 吕振宇 吴在军 窦晓波 胡敏强 赵波 | 2015 | 中国电机工程学报2015，35，17： | 103 |
| 2 | 直流微电网关键技术研究综述显示文摘微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。相比交流微电网,直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷。该文首先对国内外学术界和工业界在直流微电网领域的相关技术和实验系统研究现状进行梳理;然后,从技术角度对直流微电网拓扑结构、优化规划、运行控制、保护及通信等几个方面进行了分析归纳;最后从交直流混合微电网、交直流混合配电网以及能源互联网等方面展望了直流微电网的发展和应用前景。 | 李霞林 郭力 王成山 李运帷 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，1： | 419 |
| 3 | 直流微电网稳定性分析及阻尼控制方法研究显示文摘该文以下垂控制直流微电网为研究对象,首先推导直流系统的小信号模型,通过特征值分析,研究负荷功率及类型、变流器下垂系数等参数变化对系统稳定性的影响,发现当变流器采用详细建模时,系统中由线路的等效电抗与变流器的稳压电容构成的低阻尼LC环节会与电压源型变流器的输出阻抗相互影响,导致直流微电网发生高频振荡失稳现象,给稳定运行带来不利影响。文中利用阻抗匹配准则,提出基于低通滤波的有源阻尼方法,通过改变变流器的等效输出阻抗,使主导特征根向s域平面左侧移动。仿真与实验结果表明,系统参数变化对稳定性的影响与理论分析一致;该有源阻尼方法能有效增大系统阻尼,改善系统的稳定性。 | 郭力 冯怿彬 李霞林 王成山 李运帷 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，4： | 94 |
| 4 | 直流微电网母线电压波动分类及抑制方法综述显示文摘维持直流母线电压稳定是保证直流微电网稳定运行的核心,亟待展开深入研究。该文首先将直流微电网内母线电压波动(DC bus voltage fluctuations,DC BVF)按时间尺度、频率特性和产生机理分为扰动型波动和振荡型波动两种;然后,对扰动型DC BVF和振荡型DC BVF现有的抑制方法以及基于分层控制体系的能量管理系统进行了综述研究,重点就双向AC/DC变换器负载电流和功率前馈控制方法的DC BVF抑制方法、电网不平衡及谐波情况下的AC/DC变换器直流侧功率谐波抑制方法、基于母线电压调节器(voltage bus conditioner,VBC)的DC BVF抑制方法以及直流微电网多源协调和能量管理控制方法及其存在的问题进行了评述;最后,结合文中的DC BVF分类方法,分别对扰动型波动和振荡型波动抑制方法的前景进行了展望。 | 王成山 李微 王议锋 孟准 杨良 | 2017 | 中国电机工程学报2017，37，1： | 145 |
| 5 | 电池储能系统运行控制与应用方法综述及展望显示文摘近年来,随着电池储能产业的高速发展,中国电池储能技术逐渐呈现出了大规模集成与分布式应用并存,多目标协同应用的特征和趋势。在分析国内外电池储能电站发展现状的基础上,针对新能源功率输出平抑、计划出力跟踪等新能源发电侧应用场景,电网频率调整、网络潮流优化等输电侧应用场景,以及分布式、移动式储能等在配电侧的应用场景,对国内外近些年来电池储能应用的研究成果及现状进行了综述,并对未来大规模电池储能电站的运行控制方法和应用前景做出了展望。 | 李相俊 王上行 惠东 | 2017 | 电网技术2017，41，10： | 173 |
| 6 | 直流微电网下垂控制技术研究综述显示文摘为了解决分布式能源发电问题,微电网成为可选方案之一被提出。相较于交流微电网,直流微电网更加适合目前的很多分布式电力设备。为了保证直流微电网的稳定运行,就需要制定一套行之有效的能量管理策略。其中如何解决能量管理底层控制中的电流分配问题,成为实现直流微电网系统中各组成单元可靠运行的关键。下垂控制作为典型的实现电流分配的方法,被广泛地研究和讨论。传统的下垂控制存在固有的局限性,因此需要二次控制通过补偿的方法进行改进。该文对不同的改进下垂控制进行了系统的分类和技术分析。最后,对比和总结了各种改进下垂控制的技术特点为该领域的进一步研究和发展趋势提供参考。 | 朱珊珊 汪飞 郭慧 王奇丰 高艳霞 | 2018 | 中国电机工程学报2018，38，1： | 168 |
| 7 | 分布式控制的直流微电网系统级稳定性分析显示文摘直流微电网以其可控性强和可靠性高等优点成为未来家庭和楼宇的主要供电架构,其系统级的稳定性研究是直流供电系统设计中的重要问题。通过建立直流微电网分布式控制策略下的统一数学模型,利用李雅普诺夫直接法研究直流微电网大信号稳定性的参数边界条件;通过分析电流小扰动对母线电压的影响,提出并联阻抗稳定性判定方法,为直流微电网系统级设计提供重要的参考依据。仿真结果表明,所提稳定性判定方法能够对直流微电网的稳定性进行判定。 | 支娜 张辉 肖曦 杨甲甲 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，2： | 75 |
| 8 | 独立光储直流微电网分层协调控制显示文摘针对独立运行的光储直流微电网,提出分层协调控制策略。第一层控制光伏和储能系统等单元独立运行,且各单元变流器可依次对母线电压进行自动调节。采用自适应下垂控制协调多组储能来稳定母线电压并根据最大功率和荷电状态自动协调不同储能电池之间的负荷功率分配。当独立直流微电网中所需储能系统充电功率超过其最大允许功率时,光伏系统由最大功率跟踪控制切换为下垂模式控制母线电压稳定,且不同光伏单元可根据各自最大功率自动分配负荷功率,同时采用电压前馈补偿控制动态调整下垂控制器的参考电压将母线电压提升至额定值。为了提高运行效率并增强直流母线电压的稳定性,第二层控制根据母线电压协调不同变流器的工作方式,确保不同工作模式下均有变流器根据电压下垂特性控制直流电压来维持系统内的有功功率平衡。最后在Matlab/Simulink搭建仿真模块,分别验证在三种不同工作模式下所设计分层控制策略的有效性。仿真结果表明,该分层控制可实现独立直流微电网的稳定运行。 | 米阳 吴彦伟 符杨 王成山 | 2017 | 电力系统保护与控制2017，45，8： | 55 |
| 9 | 改进SOC下垂控制的分布式储能系统负荷电流分配方法显示文摘随着分布式发电及直流微电网的快速发展,分布式储能得到学者们的广泛关注。文中针对分布式储能系统中储能单元荷电状态(state-of-charge,SOC)的随机性以及变化缓慢的特点,在储能单元充电和放电过程中采用改进的SOC幂指数下垂控制策略。SOC的幂函数可提高SOC分辨率,SOC指数函数下垂曲线平滑且没有间断点,改进的SOC幂指数下垂控制有利于寻找最优下垂曲线使系统快速收敛到均衡状态。由于下垂控制对系统的稳定性有影响,为此文中给出了用于分析系统稳定性的特征方程和系统控制结构图,由劳斯稳定判据结合直流母线电压跌落范围验证了系统的稳定性。通过由2台储能单元组成的实验平台,验证了所提下垂控制策略的可行性,负荷能够按容量快速分配,且能够快速收敛到均衡状态。 | 李鹏程 张纯江 袁然然 阚志忠 陈宇飞 | 2017 | 中国电机工程学报2017，37，13： | 54 |
| 10 | 孤岛电网中多储能设备SOC一致性优化策略显示文摘基于下垂控制策略的蓄电池储能管理方案被广泛应用于孤岛电网,但在放电过程中并联蓄电池储能设备相互间将出现电荷状态(State of Charge,SOC)差异,使某些储能设备提前退出运行,显著削弱了系统稳定性。针对上述问题,提出一种适用于多储能设备的SOC一致性控制策略,并进行优化。将SOC作为下垂控制器输入量,根据SOC实时调节储能设备的输出功率,使并联储能设备的SOC在放电过程中逐渐趋于一致,进而在孤岛电网频率偏移约束以及逆变器最大输出有功功率限制下对加速因子进行在线优化,显著减少了并联蓄电池储能设备间SOC最终差值,达到更佳的均衡效果。仿真与实验结果验证了SOC一致性优化控制策略理论分析的正确性和实现方案的有效性。 | 王炜信 段建东 张润松 国海峰 孙力 | 2015 | 电工技术学报2015，30，23： | 41 |
| 11 | 一种适用于直流微电网的改进型电流负荷分配控制策略显示文摘实现DG间电流负荷合理分配是微电网重要控制目标,直流微电网中通常采用可靠性、可扩展性以及经济性较好的I-V下垂控制作为负荷分配方法。然而,在实际微电网系统中,由于线路阻抗的存在导致I-V下垂曲线中电压电流相互影响,进而导致分配精度降低。为此,本文提出一种新的下垂控制,通过引入电压变化率V替代电压V在下垂中的地位,减少电压电流间影响,使电流负荷分配精度得以改善;同时,文中还引入V归零控制器对所提下垂控制进行补偿,以实现输出电压稳定。最后,稳定性分析和实验结果均验证了所提方法的可行性和有效性。 | 杨捷 金新民 吴学智 江晨 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，1： | 50 |
| 12 | 基于混合储能技术的光储式充电站直流微网系统协调控制显示文摘基于混合储能的电动汽车充电站直流微网协调控制技术的研究对于维持直流微网母线电压的稳定、提高微网系统的经济效益都具有重要意义。提出了以飞轮和蓄电池混合储能作为光储充电站直流微网系统的储能形式,其中飞轮用于平滑高频功率波动和部分低频功率,蓄电池用于平衡基准功率以维持母线电压平滑稳定。并设计了直流母线5层电压(分层)协调控制策略,实现了微网系统中光伏发电、电动汽车充放电、负荷功率需求的协调控制。针对孤岛运行和并网运行中的5种不同工况,在Matlab/Simulink软件平台上对所提出的控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,在所有工况下,所提控制策略都能使直流母线电压在不同电压层间有效切换,维持光储充电站直流微网系统的直流母线电压平衡,实现了整个系统的灵活、可靠运行,因此该控制策略具有可行性和有效性。 | 程启明 徐聪 程尹曼 黄伟 郭凯 | 2016 | 高电压技术2016，42，7： | 45 |
| 13 | 基于非线性干扰观测器的直流微电网母线电压控制显示文摘针对直流微电网母线电压控制问题,设计一种应用于DC-DC双向变流器直流母线电压控制系统的非线性干扰观测器,在不需要增加额外电压/电流传感器的情况下即可实现对系统内扰动的快速跟踪,有利于直流微电网内分布式电源和负荷的扩展和即插即用;进一步提出基于该非线性干扰观测器输出结果的前馈控制方法,以有效抑制暂态直流母线电压波动和冲击。若直流微电网中存在三相不平衡交流负荷或通过单相DC-AC变流器并入交流系统等,将导致直流母线电压中存在二倍频脉动分量,进而使控制直流母线电压的DC-DC变流器电感电流中含有该低频纹波分量,影响系统稳定性。为此提出在上述直流母线电压控制方法基础上引入基于二阶通用积分环节的带通滤波器,以有效抑制DC-DC电感电流中的低频脉动分量。最终在包含直流模拟电源、直流负荷、由DC-AC接入的三相不平衡负荷及双向DC-AC变流器构成的直流微电网实验平台中验证了所提方法的有效性。 | 李霞林 郭力 冯一彬 王成山 刘梦璇 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，2： | 35 |
| 14 | 基于有限时间一致性的直流微电网分布式协同控制显示文摘直流微电网的控制目标主要是实现维持电压稳定和负荷比例分配,传统的下垂控制无法同时兼顾两个控制目标,而集中控制存在依赖中央控制器等弊端。文中提出一种基于有限时间一致性的直流微电网分布式控制策略,在下垂控制的基础上,提出包括电流矫正控制和电压调节控制的分布式二次控制。该策略基于多代理系统及其分布式交互协议实现,各分布式电源代理仅与邻居交互输出电流信息,通过有限时间一致性协议,完成各分布式电源的输出电流按比例分配,并利用平均输出电流进行电压协同调节。所述控制策略以分布式的方式实现,能够满足分布式电源即插即用的要求,采用有限时间一致性算法具有较好的收敛性能。为验证该策略的控制效果,在PSCAD/EMTDC中建立了详细的直流微电网模型进行仿真。结果表明所述策略可以有效地完成直流微电网电压稳定和负荷比例分配的控制目标。 | 顾伟 薛帅 王勇 柳伟 陈明 曹戈 | 2016 | 电力系统自动化2016，40，24： | 37 |
| 15 | 直流微电网稳定控制关键技术研究综述显示文摘结合未来直流微电网发展趋势,指出直流微电网稳定控制面临的关键问题;从直流微电网母线电压控制、多源协调控制、运行模式切换及稳定性问题等方面,综述了直流微电网稳定控制关键技术研究现状;最后基于天津大学智能直流配用电实验平台,对相关直流微电网稳定控制技术进行了实验验证,并对未来直流微电网稳定控制研究进行了展望。 | 李霞林 王成山 郭力 周丽红 冯怿彬 | 2015 | 供用电2015，32，10： | 31 |
| 16 | 直流配电电能质量研究综述显示文摘直流配电的电能质量研究直接影响到当前直流配电理论技术的发展。首先论述了直流配电系统的配电电压等级和网络结构,然后详细分析了当前直流配电系统中存在的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题。接着重点阐述了迄今为止国内外相关的直流配电电能质量标准,以及适用于直流配电电能质量的评估体系和方法。之后总结归纳了当前国内外对直流配电系统中电能质量问题的治理方案。最后对目前直流配电电能质量的研究方向进行了探讨,为今后直流配电电能质量的研究提供参考。 | 姚钢 纪飞鹏 殷志柱 周荔丹 王丰华 | 2017 | 电力系统保护与控制2017，45，16： | 31 |
| 17 | 基于分层优化的大容量混合储能系统能量管理策略显示文摘针对大容量混合储能系统(HESS)存在的多储能介质协调配合、多储能单元功率分配问题,提出一种"储能系统-介质组-储能单元"逐级优化的双层能量管理策略。中心分配层采用融合超级电容组荷电状态(SOC)的改进低通滤波算法,得到各介质组的功率指令。通过状态识别和人工干预,弥补该算法易导致介质组功率状态相反的不足,引入电池组功率爬升限值Plimit,进一步平滑电池组的功率输出。局部分配层引入储能系统持续可调度性和运行经济性的概念,分别建立电池组、超级电容组功率分配模型,完成上层功率指令在组内各储能单元之间的优化分配。以某储能电站某日13:00—13:30的实际出力为算例,利用AMPL/IPOPT求解器进行求解。结果表明,所提策略在满足电网对于储能系统功率需求的同时,能够合理分配各储能单元功率,使其SOC集中于0.4~0.8区间,保证各单元均留有足够的充、放电裕度,同时节约电池组运行费用17.7%。 | 苏浩 张建成 王宁 郭伟 | 2018 | 高电压技术2018，44，4： | 31 |
| 18 | 基于多组储能动态调节的独立直流微电网协调控制显示文摘针对独立运行的直流微电网,提出基于多组储能系统动态调节的协调控制策略。孤岛运行模式下,分布式电源采用最大功率点跟踪(MPPT)控制,并选择配置多组储能来维持母线电压稳定。通过设计带有电压前馈补偿的模糊下垂控制动态调整负荷功率分配,实现不同储能单元荷电状态(SOC)的快速均衡,保证多组储能单元之间的协调运行,并可减小母线电压波动。当储能系统因满充等原因退出运行后,分布式电源由MPPT控制切换为下垂控制,并根据自身的最大功率自动调整负荷功率分配,确保重要负荷正常供电和微电网的安全运行。同时,在分布式电源下垂控制器的功率环节增加前馈补偿控制,减小该模式下母线电压波动。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果表明所提的控制策略可有效减小电压波动并能实现独立直流微电网稳定运行。 | 米阳 吴彦伟 纪宏澎 符杨 王成山 | 2017 | 电力自动化设备2017，37，5： | 27 |
| 19 | 考虑蓄电池荷电状态的孤岛直流微网多源协调控制策略显示文摘为避免孤岛直流微网中蓄电池的深度充放电以延长其使用寿命,在充分考虑蓄电池荷电状态(SOC)的基础上,提出了一种包含一次分散控制和二次集中控制的孤岛直流微网多源协调控制策略。一次分散控制用于实现各微源考虑蓄电池SOC的自治协调运行,在该控制下,直流母线电压随SOC按分段下垂特性变化,当SOC接近限值时,直流母线电压会升高或降低,导致新能源发电单元降功率或负荷减载运行。二次集中控制对一次控制的下垂曲线进行了调整,用于消除一次控制在SOC接近上限时产生的稳态电压偏差,以满足特定情况下对直流母线电压的严格要求。最后,搭建了风储孤岛直流微网硬件在环仿真(HILS)实验系统,实验结果表明,所提多源协调控制策略可有效避免蓄电池的深度充放电并提升直流母线电压质量。 | 王琛 孟建辉 王毅 李春来 | 2018 | 高电压技术2018，44，1： | 27 |
| 20 | 考虑电网分时电价的直流微电网分层协调控制显示文摘针对无通信条件下低压直流微电网的分布式控制,提出了一种考虑电网分时电价的分层协调控制策略,将储能单元的剩余充放电功率与电网电价相结合,通过比较电池的充放电成本和电网电价,采用低价购电、高价售电的策略,以降低系统的运行成本。该策略将直流微电网的控制系统分为3个层次。其中,底层变流器控制层和中层母线电压控制层能够在保持各单元控制结构不变的情况下,根据公共直流母线电压平滑调节各单元输出功率,实现直流微电网的分散自治运行;上层功率调度层通过获取交流电网侧的分时电价信息,改变并网DC-AC变流器的实时运行状态,从而充分利用储能单元的剩余功率,提高系统运行的经济性。该策略下,系统中各组成单元均采用分布式控制结构,在保证多个电压控制单元间功率合理分配的同时,实现变流器'即插即用'的功能。Matlab/Simulink仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 | 郭力 张绍辉 李霞林 王成山 李运维 冯怿彬 | 2016 | 电网技术2016，40，7： | 25 |
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