光伏微网系统的混合逻辑动态建模

将混杂系统理论及混合逻辑动态(MLD)模型的建模方法引入到光伏微网的研究中。光伏微网在运行过程中存在储能单元充电和放电这两个连续状态,而这两个状态的切换又属于离散事件,因此可以看作一个混杂系统。分析了光伏微网系统的混杂特性,根据系统能量平衡原理及状态转换关系,建立了其MLD模型。仿真及试验分析验证了所建模型的正确性和有效性。     

考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑方法

微网与电网并网后,其内部的可再生能源出力波动会对电网造成损害,需要配置储能装置平抑可再生能源出力的波动。作为温控负荷的一种,空调负荷具备一定的热存储能力,可将其视为储能装置。考虑利用空调负荷的储能特性,建立考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑模型。该模型引入不平衡电价对波动进行处罚,在满足用户热舒适度的前提下,通过合理安排空调的启停,平抑微网联络线上的功率波动。以联络线功率购买成本、联络线功率不平衡结算成本、空调用户激励成本等微网综合运行成本最小为目标。对联络线功率波动平抑效果进行了算例仿真,结果验证了所提模型的有效性。     

考虑状态差异性聚类的空调负荷直接负荷控制动态优化方法

计及了分散式空调负荷参与调控初始状态的不确定性及参数差异性,提出了适用于大量分散式空调负荷的聚类分组方法及直接负荷控制(DLC)分组轮控动态优化方法。在聚类分组过程中,以空调负荷可调控潜力为聚类目标,在保证DLC可操作空间的基础上充分发挥空调负荷的调控潜力。在DLC分组轮控动态优化过程中,通过合理选择优化周期,修正模型误差与温度预测带来的调控误差,使得空调负荷出力与调度计划更加吻合,同时保证了用户的舒适度需求。仿真算例验证了所提方法充分发挥分散式空调负荷调控潜力的良好效果。     

参与调峰控制的空调负荷建模仿真研究

调控空调负荷参与电网削峰填谷对于维持系统稳定运行、减少发电机备用容量提高效率,从而增大电网运行效益具有巨大潜力。基于家用分散式空调的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下搭建了简化空调房调温模型,以该模型为基础依次探究了定/变频空调调温、增大变频区间调温的特性。考虑空调的工作特性,提出了一种对空调控制系统进行简单改造,使其自适应电网预测负荷大小进行互补运行的策略。最后开展基于RT-LAB实时仿真平台的模型仿真测试与试验,验证了仿真模型的正确性以及控制策略促进空调负荷参与调峰控制的有效性。     

基于冲击负荷注入的电力系统混合动态仿真方法

混合动态仿真是实现电力系统动态仿真验证的重要方法。提出的混合动态仿真方法将包含恒定功率与冲击功率的实测数据直接注入仿真子系统,实现子系统间解耦。该方法避免了对外部系统动态等值可能引入的仿真误差,依托商用软件PSASP提供的负荷模型及固有的冲击扰动模块,简单易实现,避免了采用用户程序接口/自定义接口（UPI/UD）语言编写接口程序,实用性较强。以IEEE 10机39节点测试系统和某省级电网算例,验证了该方法的有效性。     

空调负荷群分组控制方法

针对现有空调群负荷控制难以在兼顾降载效果和舒适度的条件下有效减少分组数、简化控制策略的问题,提出一种聚类分组及错峰控制方法。首先,以温变指数和特征温差为特征属性对受控端聚类分组;随后引入准备时间的概念,以分钟级空调总负荷峰值最小化为目标,优化聚合体分批进入受控期的错峰运行方案,由此尽可能保持降载期受控端状态的多样性、避免负荷波动。算例分析了所提出方法的特性和降载量调节机理,并从降载量调节特性、舒适度、负荷波形等方面将其与现有分组控制方法对比。结果表明:聚类分组及错峰控制方法通过错开聚合体进入受控状态的时间,能在较小分组数下实现迅速降载,并可较好地兼顾降载和舒适度两方面的要求。     

采用居民温控负荷控制的微网联络线功率波动平滑方法

风、光等可再生能源的输出具有间歇性、随机性等特点,会对电网造成不利影响。目前大多利用高成本的电储能系统抑制可再生能源功率波动,因此提出一种利用居民温控负荷控制技术的微网联络线功率平滑算法。采用简化1阶等值热力学参数(equivalent thermal parameter,ETP)模型来描述热泵热力学动态,在通信系统双向可靠的前提下,该功率平滑算法采用状态队列(state-queueing,SQ)模型控制热泵负荷开关状态。在社区级并网微网中,对1000个家用电热泵设备进行仿真控制,结果表明热泵响应可以有效跟随平滑目标;通过对可再生能源渗透率、外部环境温度、热泵工作温度上下界等因素的灵敏度分析,可以看出不同因素对控制结果的影响。该方法为广义储能系统在微网中的应用提供了新的技术途径。     

DC/DC变换器混合逻辑动态建模与约束优化控制策略

针对电力电子电路DC/DC(直流-直流)变换器同时存在着连续动态和离散切换两种不同类型的的混杂特性,引入N步建模方法,推导出DC/DC变换器的混合逻辑动态模型,用来描述变换器的动态特性、切换规律和系统中的约束关系.在此基础上,考虑控制输入约束和系统状态约束,应用混合整数模型预测控制方法,建立以脉冲宽度调制(PWM)为控制方式的DC/DC变换器状态反馈最优控制系统.数值仿真结果表明:DC/DC变换器基于混合逻辑动态建模的可行性,及在此基础上设计的优化控制系统具有良好的动态特性,并能满足系统的约束限制.     

集群空调负荷双层动态优化调度决策方法

为了解决常规空调调度中切除负荷带来的电网运行稳定问题,在集群空调的调度中考虑空间上的优化组合,提出一种考虑网损和调度偏差最小的自上而下双层优化动态调度决策方法。在空调的聚类建模中,研究空调参数和运行状态的差异性,分析并验证聚类中的误差约束值和分组数对调度准确性的影响;在双层优化调度中,通过最优潮流计算合理地分配空间上调度的容量,有效减小网损与电压越限的可能性;结合动态调度,提高调度的准确性,保证用户的舒适性。IEEE 33节点配电网算例结果验证了所提算法的可行性和准确性。     

信息物理融合的负荷型虚拟电厂聚合方法

基于信息物理系统思想,提出一种面向大规模、多样性柔性负荷的虚拟电厂聚合方法。首先,针对单个负荷建立设备级信息物理融合系统模型,建立基于满意度的统一物理动态模型和统一投标策略,在保证用电满意度、保护用户隐私和设备安全的前提下实现设备的自治控制;然后,提出基于市场均衡机制的大规模柔性负荷协调策略,在集群内实现等满意度的公平控制,并有效降低通信带宽和控制复杂度;接着,提出虚拟电厂的系统聚合方法,从物理动态和需求特性等两方面实现多级融合;最后,通过含分布式储能、电动汽车、空调等柔性负荷的虚拟电厂算例,详细验证了本文提出方法的有效性。     

基于电压的自治微电网分布式协调控制

针对自治微电网中频率与有功需求没有直接联系的情况,结合不同微电源的特点,给出了以本地节点电压作为调节目标实现有功(无功)平衡的分布式控制策略。有功可控的主动式电源以其有功输出来调节节点电压,实现了电压水平在长时间尺度下的稳定;电压源模式的储能式电源维持其节点电压幅度和相位稳定,保证电压水平的短期稳定和无功平衡;工作在有功调压模式的储能式电源以其有功输出来维持其节点电压水平的短期稳定;清洁能源有功输出跟随外部有功输入。利用储能式电源电压设定与其储能水平的反比关系,实现储能式电源充放电的分布式控制。给出了基于上述控制策略的单元控制方法,并以仿真验证了控制策略和单元控制的有效性。     

分散自律架构下微电网功率管理与协调控制

以包含光储单元的微电网为研究对象,首先总结分析了微电网在并网和孤岛模式下光储系统中光伏与储能的逆变器控制策略;然后提出了微电网在并网及孤岛模式下的功率管理策略,在并网模式下通过调节储能来维持公共连接点(PCC)处交换功率的恒定,在孤岛模式下通过分析微电网的多分段P/f特性曲线,针对不同运行场景基于本地信息对网内功率实施分散自律管理及控制。针对储能充电的场景,提出一种基于储能充电功率修正的管理控制策略,该策略通过改变光伏DC端口的参考电压使其偏离最大功率运行点,从而达到减发电的目的以满足储能荷电状态及最大充电功率的限制。最后基于仿真和实验对所提控制策略进行验证。     

基于多智能体系统的微电网联络线潮流精确控制

针对多能流互补耦合的动态特性差异、多元用户互动与高渗透率可再生能源强不确定性等新特点,提出一种基于多智能体系统的微电网联络线潮流精确控制策略,确立多级控制目标,以实现多主体互动及分布式能源协调运行。在考虑市场电价、燃料消耗、污染排放和运行维护等因素的基础上,构建微电网系统多目标优化调度模型,协调不同控制响应速率的分布式能源。基于多智能体系统构建稀疏通信网络,通过一致性算法迭代得出系统的平均电压和频率信息,通过优化下垂控制的参考电压和频率,实现联络线潮流的精确控制。另外,仅通过邻接智能体之间通信,克服了集中式控制通信时间较长的问题。     

Basic concept and decentralized autonomous control of super‐distributed energy systems

New small‐scale dispersed generation systems, such as fuel cells and micro gas turbines, have made remarkable advances lately and they will be applied practically in the near future. Although a large number of researches on the introduction of small‐scale dispersed generation systems have been carried out, only a small number of small‐scale dispersed generation systems are considered in these researches. Therefore, little is known about problems to be solved when a large number of small‐scale dispersed generation systems are introduced into electric power systems. This paper deals with a super‐distributed energy system that consists of a great number of dispersed generation systems such as fuel cells, micro gas turbines, and so on. The behavior of a customer with a dispersed generation system is simulated as the Ising model in statistical mechanics. The necessity of a distribution network in super‐distributed energy systems is discussed based on the Ising model. The feasibility of decentralized autonomous control using vicinity information is also investigated on the basis of stability analysis of the Hopfield neural network model. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(1): 43–55, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10368     

信息系统对微电网能量调度经济性的影响量化方法

信息系统的失效将会影响微电网能量调度策略的运行经济性,为此提出量化信息系统对微电网能量调度策略经济性影响的分析方法,用于提升信息系统的可靠性。该方法通过研究微电网能量调度机理建立对应的信息系统模型,并结合物理系统拓扑模拟信息物理融合环境下能量调度策略的运行过程。以微电网交互成本和电动汽车用户成本为分析指标,基于模拟的运行过程,该方法能够计算微电网在考虑信息系统失效后的实际经济效益,并通过对模型参数、信息元件及拓扑结构的灵敏度分析有效识别和改善信息系统的薄弱环节。     

直流微电网集群多状态运行分级协调控制策略

为了对直流微电网集群进行协调控制并对其进行能量管理,提出一种多状态运行分级协调控制策略.该策略采用子微电网设备级控制与集群系统级控制的两级分级方式,在保证本微电网正常运行前提下利用分布式一致性算法控制集群微电网母线电压,并利用直流区域控制误差控制方法控制集群联络线功率.集群运行根据网内储能单元荷电状态值划分为多个运行状...     

A local demand forecast by NN method for distributed autonomous voltage and reactive power control system

The paper describes required technological innovation for voltage control of power systems under deregulation of power supply industries and presents a new concept of an autonomous control system for the voltage and reactive power of power systems. Installation of distributed generation connected to distribution networks will significantly increase the short circuit capacity of distribution lines. Therefore, GIS underground substations in the center of a large city are required to enable replacement of circuit breakers with ones of greater capability and to reform GIS bus configurations. Furthermore, a more detailed forecast of local demand and operation data of distributed generators are required for the stable control of voltage and reactive power. This paper presents methods of on‐line autonomous forecasting for short circuit capacity and demand of local transmission and distribution lines, which are indispensable for voltage and reactive control under deregulation of electric power supply industries. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 159(4): 27–37, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20450     

基于路径规划和双闭环控制的泊车系统研究

针对智能车辆垂直自主泊车的要求,采用分层自适应的方法设计了1种自动泊车系统,主要通过高精度的激光雷达进行车位的检测,运用轮速传感器进行车辆的定位,规划出了1条三段式泊车轨迹,并且采用了多路双闭环的控制算法对车辆进行轨迹跟踪控制.实验表明,该套系统可以有效地实现车辆的自主泊车,且控制精度高,系统稳定.     

Adaptive preview control with deck motion compensation for autonomous carrier landing of an aircraft

In this article, an autonomous carrier landing problem of an aircraft is addressed by developing an autonomous carrier landing system (ACLS) composed of previewable guidance and control systems. In the guidance system, an appropriate touchdown point is estimated by predicting the seakeeping motion of the deck by unscented Kalman filtering technique, which is then utilized to adjust the reference glide path and produce an effective deck motion compensation, indispensable for a safe landing. The adaptive preview control (APC) scheme is proposed, which utilizes future reference information. The feedback and feedforward adaptive gains are derived through the Lyapunov stability theorem ensuring better tracking response and disturbance rejection. Hence, the asymptotic stability of the closed-loop system is guaranteed. The simulation results depict better performance of the proposed ACLS in the presence of deck fluctuations and airwake disturbance compared with PID and LMI based preview control schemes.