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光伏发电技术 储能系统 微电网 ★ 5.0

一种自适应比例鲁棒扩散递归最小指数双曲余弦控制在太阳能光伏-风力驱动的双馈感应发电机微电网中的应用

An Adaptive Proportionate Robust Diffusion Recursive Least Exponential Hyperbolic Cosine Based Control for Solar Photovoltaic–Wind Driven Doubly-Fed Induction Generator Based Microgrid

作者 Suvom Roy · Souvik Das · Bhim Singh · Bijaya Ketan Panigrahi
期刊 IEEE Transactions on Industrial Informatics
出版日期 2024年12月
技术分类 光伏发电技术
技术标签 储能系统 微电网
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 多可再生能源微电网 自适应电流控制 谐波减少 运行模式切换 多重延迟信号消除法
语言:

中文摘要

本文提出了一种用于多可再生能源微电网(MG)的新型控制策略,该策略能够无缝实现运行模式切换,并具备改善电能质量的附加功能。此微电网由风力涡轮机驱动的双馈感应发电机和太阳能光伏阵列组成。该控制策略采用了基于比例鲁棒扩散递归最小指数双曲余弦方法的自适应电流控制,用于提取基波权重。这种自适应控制具有优越的收敛速度和无噪声的权重估计能力,从而能显著降低注入电网电流中的谐波含量。微电网运行模式的切换是由孤岛检测方案触发的,由于多重延迟信号消除(MDSC)锁频环方法能精确计算相角,孤岛检测方案可可靠运行。MDSC 前置滤波器可减轻输入电压信号中的谐波失真和直流偏移问题,提供准确的估计值。在不利的运行条件下,利用 dSPACE MicroLabBox DS1202 在实验室搭建的原型系统上对这种新型控制策略进行了测试。

English Abstract

This article presents a new control for multirenewable energy sourced microgrid (MG) that performs operational mode change seamlessly with added power quality improvement features. This MG comprises of a wind turbine driven doubly fed induction generator and a solar photovoltaic array. This control presents an adaptive current control based on proportionate robust diffusion recursive least exponential hyperbolic cosine method utilized for fundamental weight extraction. This adaptive control offers a superior convergence rate and noise-free weight estimates, thereby providing significant harmonics reduction from injected grid currents. A change of MG operational mode is due to check imposed by islanding scheme, which functions reliably due to accurate calculation of phase angles provided by multiple delayed signal cancellation (MDSC) frequency-locked loop method. MDSC prefilter mitigates issues of harmonics distortion and dc-offset from input voltage signal, providing accurate estimates. This new control is tested on a developed prototype in the laboratory using a dSPACE MicroLabBox DS1202, under adverse operational conditions.
S

SunView 深度解读

从阳光电源的业务视角来看,这项基于自适应比例鲁棒扩散递归最小指数双曲余弦算法的微电网控制技术,与公司在光伏逆变器、风电变流器及多能互补系统方面的核心业务高度契合。

该技术的核心价值在于实现了光伏-风电混合微电网的无缝模式切换与电能质量优化。其采用的自适应电流控制算法能显著降低并网电流谐波,这对阳光电源提升逆变器产品的电能质量指标具有直接参考价值。特别是在分布式光伏与风电协同并网场景中,该算法的快速收敛特性和抗噪性能可有效应对新能源出力波动带来的控制挑战,提升系统稳定性。

从技术成熟度评估,该方案已通过dSPACE平台的原型验证,具备工程化基础。其中MDSC锁频环技术对相位角的精确计算,能够提高孤岛检测可靠性,这对阳光电源开发符合严格并网标准的产品至关重要。该技术在谐波畸变和直流偏置抑制方面的优势,可直接应用于公司的智能微电网解决方案中。

然而,技术挑战同样存在。复杂的自适应算法对控制器计算能力要求较高,需要评估在大规模商业化产品中的成本效益比。此外,算法在极端电网扰动和多变工况下的长期稳定性仍需大量现场数据验证。

对阳光电源而言,这项技术为多能互补微电网控制器的升级提供了新思路,特别是在工商业微电网和海岛独立电网等高端应用场景中,可作为差异化竞争优势。建议公司跟踪该算法的工程化进展,评估其在1500V高压系统和储能协同控制中的适配性。