由於分布式發電及微網是當前國家、上海市及我校非常重視和很有前途的新能源發展方向🧢,該方向中存在大量與測量與控製問題。新能源發電的測量與控製是整個新能源發展規劃布局中起非常重要的作用🚰。
目前自動化工程學院的新能源測控團隊正在建設的5~10KW小型新能源發電測量與控製平臺👩🏼🍳。該平臺包括光伏電池及逆變器、光伏電池模擬器👩🚀👼🏽、雙饋電機及轉換器💟、風機模擬器、鋰電池及雙向逆變器、微網能量管理系統(模擬負載、模擬電網和調壓器、微網測控保護裝置)等,如圖1所示。
該平臺上風、光🫄、儲、負(荷)和交流電源等全套裝置都是半物理仿真模擬裝置🦸♂️,這些模擬裝置是通過數學模型來仿真新能源發電過程,但其輸出信號是真實的物理信號。在這樣的模擬平臺上,可做任何試驗👨🏻🦰,包含啟停、不平衡🎼、故障💀、風光變化、負荷變化等不穩定試驗。
圖 1 新能源發電測量與控製平臺結構示意圖
在該平臺上可進行下列新能源發電檢測與控製研究:
(1)新能源的預測方法研究。本平臺可檢測並顯示風🚣🏻♂️👨🚀、光😤、儲及負載等新能源發電平臺上各種對象的電氣信號🙍🏼🚔,利用這些檢測到的信號,可進行風力發電功率預測、光伏發電功率預測等研究。
(2)新能源的控製策略研究。本平臺可進行含多種新能源發電的控製策略研究,可研究恒定功率(PQ)🏄🏿、電壓頻率(V/f)及下垂(droop)等逆變器控製方法和主從等微網控製策略。
(3)新能源的優化算法研究。本平臺可進行新能源發電系統的優化運行方法研究👨🏿🍳,它以現場采集的各種數據為依據,對分布式發電系統進行管理和調度✉️,保障系統經濟高效穩定地運行。
(4)新能源的變流裝置控製器研究👩🏼🏫。本平臺可研究光伏逆變器、風電並網變換器和儲能雙向逆變器等多種變流器的控製器。變流器控製器一般采用DSP控製。
(5)新能源的先進控製方法應用研究。本平臺上可采用一些比PID更先進的控製算法💁🏼♀️,來對平臺上的電氣對象進行控製©️,驗證新控製算法的可行性和有效性。
(6)新能源檢測與控製的產學研合作🫐。通過該學科平臺,我們將與相關單位開展產學研合作🪀,進行微網測控技術的研發工作。
新能源測控團隊主要從事新能源檢測與控製研究工作🏊♀️,目前主要研究方向為微網控製🏪、風光預測、微網優化、新型變流器控製和電能質量控製等。現已發表與本項目相關的論文30多篇(其中SCI、EI收錄20多篇)👩🏻🦽,申請專利10多項,專著或教材4本,軟件著作權1項👮🏿♂️。在上面平臺基礎上,爭取發表高質量學術論文🫕🧘🏽♀️,申請國家專利🌦,申報科研項目,培養骨幹教師和碩士研究生🏊🏽♂️。
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