孤岛模式下微电网自趋优分布式无功电压控制策略

从孤岛运行时微电网的无功电压特性着手,分析了微电网无功电压的控制措施,提出了在孤岛模式下基于具有自趋优分布式特点的多智能体系统(MAS)的微电网无功电压控制策略。利用分布式能源增发、投切电容和投切负荷相结合的控制方法,解决了孤岛模式下的微电网电压控制问题。最后,通过仿真验证,证明了该方法可以有效地调节控制系统的母线电压及微源的无功输出功率,维持系统的稳定运行。     

基于母线Agent的微电网孤岛协调控制策略

微电网是智能电网的一个重要组成部分,能有效地降低分布式电源并网的不利影响。微电网有两种运行模式:并网模式和孤岛模式。当主电网发生故障时,微电网可以脱离主电网独立运行,即运行于孤岛模式。在孤岛模式下微电网必须满足自身供需能量平衡。本文提出了一种完全分布式的多代理系统(Multi-agent system,MAS),使微电网在进入孤岛状态时可以维持区域内功率的平衡,尽量保持对区域内重要负荷的供电。该MAS由公共连接点代理(PCC agent,PA)和母线代理(Bus agent,BA)组成。每一个代理都具备依据自己所掌握的信息独立动作的能力,通过BA之间的通讯来完成控制任务。     

孤岛模式下基于多代理系统的微电网能量协调控制策略

微电网内发电功率和负荷需求的平衡是微电网稳定运行的一个重要条件,文中提出一种孤岛模式下非合作环境中基于多代理系统(MAS)的能量协调控制策略,在考虑各分布式电源的利益下,通过各代理的交互协调达到系统的整体目标。文中给出了MAS的框架性设计思路、典型分布式电源及负荷的代理模型、基于优先顺序的能量协调策略、主导代理的算法;通过算例讨论了各代理的行为特征,验证了文中方法具有实时性,可实现能量的灵活调度,保证微电网的稳定和经济运行。     

微电网孤岛运行下的频率控制研究

频率控制是孤岛微电网稳定性控制的关键,其本质是功率的平衡和再分配。分析微电网不同分布式电源和负荷的频率特性,详细分析阐述了传统大电网与孤岛微电网频率控制的差异,并基于传统电网的三层调频方式提出了微电网孤岛运行下的频率分层控制方式,最后通过孤岛微电网下的频率调节试验系统来验证分析微电网主电源的频率调节特性。     

孤岛模式下基于多代理系统的微电网能量协调控制策略

微电网内发电功率和负荷需求的平衡是微电网稳定运行的一个重要条件,文中提出一种孤岛模式下非合作环境中基于多代理系统(MAS)的能量协调控制策略,在考虑各分布式电源的利益下,通过各代理的交互协调达到系统的整体目标。文中给出了MAS的框架性设计思路、典型分布式电源及负荷的代理模型、基于优先顺序的能量协调策略、主导代理的算法;通过算例讨论了各代理的行为特征,验证了文中方法具有实时性,可实现能量的灵活调度,保证微电网的稳定和经济运行。     

孤岛运行下含储能系统的微电网多代理博弈模型

储能系统(ESS)在微电网中的应用可以提高网络的供电可靠性和经济效益。在孤岛运行方式下,多个储能单元在微电网内的合理使用,能够优化微电网内的功率流动,从而实现微电网的经济性运行。文中基于多代理系统控制模型,研究了在孤岛运行方式下的含多储能单元的微电网内各分布式能源(DER)及负荷的动态博弈模型,考虑电量电价弹性产生的负荷需求响应,建立了基于风险成本的Agent电量投标模型和基于VRE强化学习算法的电价投标决策,最后在多代理仿真平台上加入以上模型和方法,通过对比分析验证了模型的有效性,同时实现了微电网和DER的经济性优化。     

基于Sobol’法的孤岛微电网潮流全局灵敏度分析

随着可再生能源发电在微电网中的渗透率不断提高,微电网运行的不确定性显著增加,有必要准确评估输入变量对微电网状态的影响,以提高系统的运行控制水平。计及孤岛微电网中分布式电源和负荷的不确定性,基于有功—频率/无功—电压的下垂控制策略,构建了综合控制下的孤岛微电网概率潮流计算模型,并采用具有鲁棒性的自适应LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解。在此基础上,针对系统状态的不确定性,基于Sobol’全局灵敏度理论,建立了一种考虑源荷不确定性的孤岛微电网概率潮流灵敏度分析法,用于辨识影响系统状态的关键因素。通过对有多台分布式电源接入的33节点孤岛交流微电网系统进行仿真,获得了各输入变量的一阶灵敏度和总灵敏度,分析了输入变量对系统状态的影响,验证了所提方法的有效性。     

面向智能化调度的微网群能量耦合协调控制策略及仿真分析

针对分布式能源附属于不同主体带来的协调控制问题,引入多代理系统建立多微电网的能量智能协调控制策略。将风光储、燃气发电和可控负荷聚合为微电网,并在用户侧实施价格型需求响应。针对多微电网运行特征,设计了3层协调控制系统框架,并提出了区域自治和全局协同优化控制的求解过程。算例结果显示:1)所提能源协调控制策略可用于优化并网与孤岛模式下多微网优化调度。2)储能系统以经济最优模式可获取更优的经济效益,寿命最长模式则为保障储能系统平稳运行而减少经济效益。3)考虑PBDR时,系统需求负荷峰谷比显著下降,对储能系统与燃气机组的备用需求减少,为可再生能源消纳提供了更大空间。因此,所提微电网协调策略能为决策者提供可靠的决策工具。     

孤岛运行模式下的低压微电网控制策略

根据分布式电源的分散性、间歇性等特点以及用电负荷的不同等级,需采用多种分布式电源之间的协同控制策略保障孤岛运行模式下的微电网安全稳定运行。本文采用了主从控制方式对多微源低压微电网进行控制,以提高微电网的供电可靠性。微电网孤岛运行下,源荷平衡策略首先保证重要负荷不断电运行;其次,在微源状态允许的情况下,尽量保证负荷少停电。使用Matlab建立仿真模型,通过对孤岛模式下投切负荷等情况进行仿真分析,验证了低压孤岛微电网下所设计控制策略的可靠性及有效性。     

基于对等控制策略的微电网运行

为减小微电网对通信系统的依赖性,实现分布式电源和负荷的即插即用,结合微电网不同运行模式,研究了微电网对等控制策略。在对等控制策略中,分布式电源采用下垂控制,调节分布式电源的输出电压和频率;下垂控制器中的P-f和Q-U具有线性的下垂特性。建立了对等控制策略下的微电网运行模型,分析了并网和孤岛运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷及孤岛模式下切/增微电源三种运行状况下的微电网运行特性,基于Matlab/Simulink仿真结果,研究了微电网母线电压、DG频率和功率的变化规律,验证了控制策略的正确性和可行性。     

考虑多智能体协同的电动汽车充放电分散式实时优化策略

针对多充电站/电动汽车区域能量管理系统(electric vehicles distributed energy management system,EVDEM S)情景下电动汽车充放电优化的问题,将各充电站/EV-DEM S视为充电智能体,建立了考虑多个充电智能体的分散式实时优化架构来协调各智能体的充放电策略。模型在满足车主充电需求的前提下,以日负荷曲线波动最小为目标,实现电网侧的削峰填谷。仿真算例表明,和传统的集中优化方式相比,该分散式优化模型和算法能够很好地对各智能体充放电计划进行协调优化,在保证优化结果的情况下能够极大地提升计算速度。     

基于CAN总线的蓄电池状态监控系统的设计

蓄电池充放电集散控制系统属于工业现场数据采集领域。此集散控制系统应用于某蓄电池厂的蓄电池性能优化车间,采用CAN总线协议将各分散控制器形成集中控制系统。控制器提供了良好的人机操作界面,操作人员可以设置蓄电池充放电过程中的参数,控制器根据存储的参数对蓄电池的充放电过程进行控制,从而在充放电过程中实现蓄电池的性能优化,同时控制器可以实现蓄电池参数以及现场数据的采集。控制器的MCU使用ARM系列的处理器。控制器的采集电路各通道布局独立,能够保证控制器不受电磁等复杂环境的干扰,在工业现场环境中稳定工作。     

考虑光储型电热协同系统灵活性的多代理削峰填谷策略

为解决光储型电热协同系统（electric-thermal system, ETS）协作参与电网削峰填谷问题,并减小负荷预测误差和新能源波动对调节效果的影响,提出一种多代理削峰填谷策略。该策略依托由配网代理、区域代理、ETS/光伏发电（PV）代理和执行单元构成的多代理系统实施,包含集中式能量优化和分布式能量管理环节。在集中式能量优化过程中,配网代理可通过求解以自身运行成本最小为优化目标的模型预测控制（model predictive control,MPC）优化模型,为区域代理及其内部的光伏系统提供日内有功功率上限计划。分布式能量管理过程中,区域代理和ETS/PV代理基于多智能体一致性算法获取供暖设备的有功功率修正值,从而减小实际区域代理有功功率与其计划值间的偏差。仿真结果表明：该策略可使系统协同参与削峰填谷且结果更精确。     

增量市场环境下多供电主体市场博弈模型与交易行为分析

研究新增供电主体参与电力市场的运营机制对电力市场的健康和可持续发展具有重要意义。构建包含配电网运营商、分布式电源运营商、储能运营商和用户的增量市场模型,分析各主体间的市场关系和价格传导机制;基于市场博弈理论,利用纳什均衡解的存在性条件构建增量市场环境下多主体参与的双层优化模型。仿真结果验证了所提模型及求解方法的有效性,增量市场环境下运营商供给能力是影响其博弈策略的关键因素,外部监管手段有利于培植新的供电主体,但也存在由于运营商规模不对等造成垄断电价的交易问题。     

基于智能软开关的交直流主动配电网优化控制策略研究

交直流主动配电网符合未来智能电网的发展要求,智能软开关(SOP)是一种可以灵活控制系统功率的电力电子装置,可以有效应对分布式电源接入时的电网波动。首先构建了交直流主动配电网的网架结构,详细分析了背靠背电压源型SOP的控制策略。针对分布式电源大量接入带来的系统损耗增加和节点电压越限等问题,提出了一种基于SOP的交直流主动配电网优化控制策略,该策略以改善功率损耗、调节电压越限为优化目标构建数学模型,采用了改进遗传算法进行求解。最后,通过仿真算例验证了所构建的配电网模型和提出的优化控制策略的有效性。     

600MW机组燃烧优化及降低NOx排放试验研究

围绕提高锅炉效率和降低NOx排放开展了热态一、二次风量及氧量等方面运行优化调整试验,从中找出最佳运行工况;通过修改分散式控制系统控制逻辑实现优化配风调整,在保证锅炉安全、稳定、经济运行前提下,找出最佳运行调整方案,成功地实现了锅炉低氮燃烧。     

拒绝服务攻击下基于分布式事件触发一致性预测补偿的微电网能量优化管理

针对微电网下电力系统通信易受到拒绝服务攻击(denial of service attack,DoS)、局部信息不开放以及通信带宽受限等问题,提出了一种基于DoS攻击的分布式事件触发的无模型预测补偿能量优化管理控制方法。首先,为了优化微电网能量供给并使得获利最大,给出考虑微电网功率损失的维持供需平衡的最小成本函数;其次,将微电网中的每个部分看作一个智能体并考虑了通信带宽受限问题,提出了一种分布式事件触发一致性算法;随后,提出一种基于输入输出数据的无模型预测控制算法,利用跟踪攻击前时刻的供需不匹配功率来预测补偿当前时刻及其后多个时刻的智能体功率数据缺失;最后,通过仿真实例验证所提出的基于分布式事件触发一致性预测补偿的微电网能量管理方法的有效性。     

含多微网稀疏通信优化的主动配电网分层分布式协调控制

针对多微网及主动配电网协调运行时控制目标的不同,通过多智能体系统构建含配电网级、微网级、元件级的三层协调控制架构,将调度管理过程分为配电网级智能体调度和微网级智能体调度两个部分,提出了稳态运行时主动配电网和多微网之间的互联、互动的新方案,并在元件级智能体上设计了一种基于分布式稀疏通信网络的二级优化控制器,可以实现微网内负荷波动时元件上电压、频率的快速恢复,以及联络线有功功率的精确分配。另外,为了分析通信时滞对多微网智能体之间协调控制的影响,根据图论的基本理论对通信拓扑进行了优化设计。最后,以一个含三微网群的主动配电网为例,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,验证了所提控制策略的有效性。     

基于分布式控制的电动汽车分层优化调度

针对传统的集中式控制方式计算量大,电动汽车用户难以接受集中控制指令的问题,采用基于分布式控制的电动汽车充放电分层管理框架,适用于大规模电动汽车的优化调度。采取用户自主提交可接受充电计划集、本地运营商审核、配电网控制中心统一调度的方式对电动汽车的充放电行为进行管理。在对电动汽车的充放电负荷进行建模的基础上,分别建立电动汽车智能体最大化自身收益的车网互动优化模型、本地运营商最小化负荷峰谷差的优化调度模型,以及配电网控制中心的安全控制调度模型,兼顾各个层次的效益。以包含3个本地运营商的IEEE 33节点系统为例,对各个层次的行为及控制策略进行仿真,验证了所述分层管理架构的有效性。     

大规模海上风电场的双层分布式有功控制

传统集中式的风电场有功控制策略在风电场规模较大时面临中央控制器计算负担重、鲁棒性差等问题,完全分布式控制的收敛性受通信延迟和迭代次数的影响显著。为此,提出了一种双层分布式的控制结构。上层控制基于分布式一致性算法进行设计,降低通信系统的建设投资和缓解集中控制器的求解负担。下层控制采用基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)和交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的垂直分布式控制策略,提高收敛速度。实验证明,所提方法将大规模带约束的优化问题分解成多个可并行求解的小规模问题,最终实现了最优的控制效果。