新一代低压直流供用电系统(low voltage direct current supply and utilization system,LVDCSUS)强调了可再生能源的消纳以及直流用户侧电能产–销–储–用之间的协调统一,为推动直流用户侧灵活参与电力系统运行提供了全新思路。开展LVDCSUS用户侧电能的使用与生产相结合的研究,可有效挖掘直流用户侧的多元化电能资源灵活供给能力,为此该文首先依据LVDCSUS系统能量平衡关系将系统划分为全直流运行、余电上网运行、交流支撑运行3种运行模式;进而给出各模式下满足直流母线电压稳定、储能荷电状态均衡、灵活性电力资源利用三方面整体要求的协调策略;最后建立了多运行模式切换规则,实现通过切换多种运行模式改变能量协调控制策略,使LVDCSUS在稳定运行状态下主动参与电力系统能量互动。仿真结果验证了LVDCSUS多运行模式控制策略的有效性和可靠性。
由于风电、光伏等可再生能源发电的不稳定性,可再生能源发电与负荷需求的时空错配给电网的安全可靠运行带来了新的问题。为了解决新能源高比例接入下的电能质量问题,同时保证储能的安全稳定运行,提出了一种综合考虑储能荷电状态(state of charge,SOC)和电能质量提升的多约束储能自适应控制策略。首先,通过Logistic回归模型和指数函数模型分别分析了储能SOC、频率变化率和虚拟惯性之间的动态联系,建立了储能系统运行安全约束分析和频率变化率约束模型,并加权得到储能系统虚拟惯量的自适应控制规律;然后,针对电压越限和电压波动问题,构建了基于节点电压约束模型的储能逆变器功率因数角自适应控制规律;最后,结合某县实际储能工程现状,仿真验证了所提控制策略能够根据储能SOC和频率变化实时改变储能功率输出,快速响应频率波动,有效抑制电压越限和电压波动,有力保障储能并网系统的安全稳定运行。
