В данной статье представлена микросеть постоянного тока с иерархическим управлением, реализованная в симуляторе OPAL RT-Lab. В нем подробно описывается моделирование схемы, стратегии первичного и вторичного управления, а также экспериментальная проверка. Результаты демонстрируют эффективную эффективность управления, подчеркивая важность надежной экспериментальной платформы для исследований и разработок в области микросетей.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Экспериментальное исследование иерархического управления в микросетях постоянного тока с использованием симулятора реального времени
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Развитие возобновляемых источников энергии подчеркнуло важность микросетей, особенно вариантов постоянного тока, которые хорошо подходят для интеграции фотоэлектрических панелей, аккумуляторных систем хранения и других решений для нагрузки постоянного тока. В данной работе представлены разработки и эксперименты микросети постоянного тока с иерархическим управлением, реализованной в симуляторе OPAL RT-Lab. Микросеть включает в себя распределенные энергетические ресурсы (DER), соединенные между собой через преобразователи энергии, шину постоянного тока и нагрузки постоянного тока. В первичном блоке управления используется механизм управления падением напряжения и двухконтурное пропорционально-интегральное управление (PI) для регулирования напряжения и тока, что обеспечивает стабильную работу и пропорциональное распределение мощности. Вторичное управление использует стратегию, основанную на консенсусе, для координации DER для восстановления напряжения шины и обеспечения точного распределения питания, повышая надежность и эффективность системы. Экспериментальная установка, подробно описанная в этом документе, включает в себя моделирование схем, реализацию аппаратного обеспечения и стратегии управления. Задаются параметры схем и контроллера аппаратной платформы, а результаты можно наблюдать с помощью осциллографических измерений. Для подтверждения эффективности стратегии контроля проводятся две серии экспериментов, демонстрирующих реакцию вторичного контроля с задержкой и без нее. Полученные результаты подтверждают успешное внедрение иерархического управления в микросети. Это исследование подчеркивает важность комплексной экспериментальной платформы для развития технологии микросетей, предоставляя ценную информацию для будущих исследований и разработок.
Введение
В связи с быстрым развитием возобновляемых источников энергии микросети привлекли к себе значительное внимание во всем мире1. Они позволяют интегрировать распределенные энергетические ресурсы (DER), такие как солнечная фотоэлектрическая энергия (PV), а также системы накопления энергии (ESS) в сеть, тем самым поддерживая переход к устойчивым и возобновляемым источникам энергии. Являясь важнейшим компонентом интеграции возобновляемых источников энергии, микросети постоянного тока привлекли значительное внимание благодаря своей совместимости с присущей постоянному току природе фотоэлектрических систем, батарей и д....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
В этом разделе мы описываем методы, используемые для разработки и экспериментирования с микросетью постоянного тока, которая включает в себя иерархическое управление, показанное на рисунке 1, реализованное в OPAL RT-Lab (далее именуемой «симулятор»). Протокол разделен на три основных раздела: физическая настройка и моделирование схемы, реализация стратегии управления и экспериментальная настройка симулятора. Отмечается, что данный протокол не охватывает третичную стратегию управления, которая предполагает оптимизацию более высокого уровня и взаимодействие с основной электросетью, выходит за рамки нашей текущей экспериментальной установки,....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
На рисунке 4 показан модуль управления падением в модуле управления, построенном в симуляторе. В основе рабочего проекта лежит следующий механизм поникания:
Механизм управления падением является фундаментальной стратегией децентрализованного первичного управления в микросетях постоянного тока. Он имитирует поведение синхронных генераторов в системах переменного тока для пропорционального распределен.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
На рисунке 10 показаны характеристики тока и напряжения системы микросети при вторичном управлении без задержек связи. До момента t1 система регулируется исключительно первичным управлением, основанным на падении, где очевидно, что напряжение не может стабилизироваться на номинальном значении 48 В, а распределение тока относительно неточное. После активации вторичного управления в момент времени t1 напряжение быстро во.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
Благодарности
Эта работа была частично поддержана Национальным фондом естественных наук Китая в рамках гранта 62103308 и гранта 62073247, частично Фондами фундаментальных исследований для центральных университетов в рамках гранта 2042023kf0095, частично Фондом естественных наук провинции Хубэй в Китае в рамках грантов 2024AFB719 и JCZRQN202500524, частично финансированием проекта экспериментальных технологий Уханьского университета в рамках гранта WHU-2022-SYJS-10, и частично в рамках Программы постдокторских стипендий CPSF в рамках гранта No GZC20241269.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Программируемый источник питания постоянного тока | ITECH | IT-M7700 | питания постоянного тока |
| Симулятор реального времени | OPAL RT-Lab | OP5707XG-16 | Контроллер реального времени |
| Осциллограф | Tektronix | MSO58 5-BW-500 | осциллоскоп |
| Электрические компоненты, такие как кабели и резисторы |
Ссылки
- Bolsen, T. Framing renewable energy. Nat Energy. 7 (11), 1003-1004 (2022).
- Dai, X., et al. Distributed secondary control for DC microgrids with time-varying communication delays: A networked predictive control scheme. IEEE Trans Power Syst
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
