微电网群功率优化控制

随着间歇性电源(分布式风电、光伏)在中、低压配电网中渗透率的提高,多个微电网可能共存于一个区域配电网中,各微电网间能量互济与协调控制的微电网群技术开始引起广泛的关注。以微电网研究为基础,分析了微电网群的典型特征及拓扑结构。以微电网群功率波动为研究对象,建立了微电网群功率波动熵值的动态调度模型,采用量子粒子群优化算法进行求解实现优化控制。仿真结果验证了所提微电网群功率优化控制方法的正确性和有效性。     

基于功率下垂特性的直流微电网分布式控制

针对直流微电网传统的下垂控制微源间功率分配不均导致系统环流以及直流母线电压偏移造成系统不稳定等问题,提出了一种基于功率下垂特性的直流微电网分布式控制.该方法通过引入微源输出电压、输出功率标幺值来效验微源的输出功率,确定各微源的运行条件,从而实现负载功率按照分配功率与额定功率成比例的方法精确分配,减少了系统环流;通过增加...     

微电网平滑过渡的功率优化控制

微电源的接入会对传统电网电压和频率造成较大影响,针对由4个不同类型微源组成微电网接入配电网后存在的并网、孤网和两种运行模式之间的切换,建立了参数更为接近实际的微电网控制模型以研究并网孤网互换、孤网下投切负荷或微源等3种运行模式的平滑过渡.对所建模型进行了仿真分析,对比了每种运行模式下采用功率优化前后的各微源出力以及微电网交流母线电压频率的变化情况.仿真结果验证了所提功率优化控制策略的可行性及有效性,实现平滑过渡的同时,可提高被优化微源的利用率.     

非理想通信条件下微电网分布式有功功率控制

一致性控制是目前微电网控制领域主流的分布式控制方法之一.一致性控制系统的正常运行依赖于可靠的分布式控制器和通信网络.然而,通信网络中不可避免存在各种非理想因素,其中的通信干扰将导致电网中分布式电源出力以及电网频率出现偏差,甚至危及电网的安全运行.针对微电网一致性控制中的通信干扰,分析了干扰对系统控制性能的影响.进一步,...     

基于Zigbee通信网络的低压微电网分布式功率控制

针对低压微电网中传统下垂控制难以实现多个分布式电源(Distributed Generations, DGs)按照下垂系数合理分配有功输出的问题,提出了一种基于通信网络的分布式控制策略。采用并构建了Zigbee无线通信网络拓扑结构以实现DG间的信息交互。设计了基于一致性算法的分布式PI控制器以实现多个DG的有功输出按额定比分配。最后通过仿真验证了所提方法的可行性,并表明网络延时和网络拓扑结构的变化会影响微电网系统的稳定性。     

考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制

孤岛微电网在运行过程中对其输出电压、频率控制有较高的实时性要求。考虑孤岛微电网运行过程中易受负载投切、通信拓扑切换等多种干扰的影响,提出了一种改进的考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制方法,实现孤岛微电网输出电压、频率的有限时间调节控制。首先,在传统的有限时间控制算法中加入一项幂指数为1的跟踪误差控制项,构建孤岛微电网有限时间分布式一致性电压、频率控制算法,并且分别建立闭环随机系统模型。其次,通过Lyapunov稳定性判定方法验证所提方法的稳定性,并计算出有限时间上界表达式。最后,在Matlab/Simulink上通过仿真验证了所提控制方法的有效性。     

微电网分布式电源控制研究

介绍了分布式电源的控制方式与实现机理,以及微电网能量控制的分类,分析了不同控制方式存在的优点与缺陷.阐述了微电网中分布式电源控制的研究方向,以期为进一步的研究提供参考.     

含高变化率源荷的分布式微电网二级协同控制方法

自主控制与集中控制是两种典型的微电网控制方式,自主控制适合分布式发电装置(distributed generator,DG)"即插即拔"的灵活特性,但却难以保证高变化率源荷下的电压质量。提出一种由底层控制与上层控制组成的二级协同控制方法。底层由具有即插即拔特性的分布式新能源发电装置自主控制实现;上层采用集中控制,由微电网中央控制器(microgrid center controller,MGCC)协同子网与上层管理的子网级储能装置(energy storage system,ESS)调控网内电压。给出了该控制方法下子网级ESS的控制方法,并通过Matlab/Simulink仿真验证了方法的有效性。     

孤立直流微电网多DC-DC变换器分布式协调控制策略

在孤立直流微电网中,为保证电网运行的稳定与设备运行的协调,多DC-DC变换器需要在保证直流母线电压稳定的同时,维持各变换器之间的功率能够按照设置的比例进行分配。研究表明,基于Lyapunov第二定律的新型协调控制策略,可以确保直流母线电压的稳定。研究各变换器的功率,证明了各变换器功率能够按照用户的设定实现按比例分配。分析表明,该控制策略作用下,控制策略的收敛速率按照指数的收敛速率进行收敛,响应速率较为迅速。其性能通过simulink离线仿真和Star Sim HIL Pro实时仿真进行了验证,仿真结果与理论分析相吻合。     

微电网分层分布式能量优化管理

以系统经济性、环保性、供电可靠性为优化目标,提出基于多代理系统的微电网分层分布式能量优化管理策略,将传统集中式能量优化转变为包含细化变量定义域的微电源分布式计算、基于遗传算法的中心控制器优化、修正优化解的分布式并行调节以及生成最终解的全局协调这4个阶段的分层分布式能量优化,并将各微电源的运行特性与用户控制目标以约束条件的形式,分散到各阶段予以实现。在此基础上,分别针对微电网单目标与多目标优化问题,介绍了各单元代理在每个阶段的工作任务和协作关系,并利用MATLAB和JADE平台构建针对未来24 h的系统优化算例。计算结果表明所提分层分布式能量优化策略能够弱化对微电网中心控制器性能的要求,并且具有更快的运算速度和较好的优化效果。     

基于功率预测滚动时域全局优化微电网能效控制

本文针对微网能量协调的最优经济要求,在传统之上,使用了模型预测控制框架下的滚动时域优化(receding horizon contrcl,RHC)方法,并采用支持向量机(SVM)来预测风机功率和负荷状态。结合微电网模型特点,提出一种具有柔性框架结构的改进型复杂过程全局优化进化算法(IEACOP)。该算法在通用框架内嵌入具有搜索机制的各类子方法,在充分考虑风力发电机和蓄电池的外特性数学模型以及约束条件的前提下,采用无限折射映射混沌模型改进多样性初始种群的生成策略。并应用局部搜索法对"超越策略"产生的超矩形区域进行深度搜索,提高局部最优解的求解效率。仿真结果表明,该方法充分发挥了IEACOP优势,满足微电网能量协调控制的要求,改进的复杂过程全局优化进化方法能够使用较少的调节参数完成微电网能量协调优化的可行解搜索,实例证实了所提出方法的有效性。     

即插即用微电网集群分布式优化调度

在一致性和模型预测控制理论的基础上,提出了一种本地集中优化、全局分布式迭代的分布式优化框架。该框架可以很好地解决大规模的微电网集群(MGC)分布式优化求解问题。在每次迭代中,各个微电网平行地求解对应的子问题,并用求解得出的互联功率不断更新拉格朗日乘法子直至聚合。同时,通过调节惩罚因子的大小,可以控制本地微电网消耗本地分布式能源的程度,以使得MGC具有强的灵活性。尤其地,所提分布式框架可通过调整辅助聚合常数的值实现子微电网的即插即用功能。仿真结果表明,所提方法仅需要少量迭代即可达到全局最优,同时证明了即插即用功能的有效性。     

光储微电网锌溴电池储能系统功率优化控制

随着分布式风电、光伏等可再生能源的不断发展,可再生能源本身具有间歇性、随机性特征,给电网安全稳定运行带来很大挑战。针对平抑光储微电网中光伏发电功率波动的需求,提出一种采用锌溴液流电池储能的功率优化控制策略。首先,基于锌溴液流电池的工作原理,建立了其等效电路模型;然后,采用储能变流器级联多重双向直流变换器电路拓扑,分别建立了以稳定直流母线电压为目的的储能变流器矢量控制策略和以电池荷电状态为约束的锌溴电池充放电切换的DC/DC变换器双闭环控制策略;以电池荷电状态和直流母线电压为约束条件,提出一种新型的锌溴电池储能系统功率优化控制策略,同时提出了一种减小充放电切换时直流母线电压突变的混合储能方法;最后,搭建了25 k W/50 k Wh锌溴液流电池储能系统试验平台,在微网并网模式下开展了锌溴储能系统充放电特性研究,结果表明,所提功率优化控制策略能够有效地平抑光伏发电功率波动,所提混合储能方法很好地解决了直流母线电压突变问题。     

考虑自适应虚拟阻抗的微电网分布式功率控制策略

针对低压微电网中,采用传统有功功率—电压幅值下垂控制的分布式电源在阻抗不匹配时难以按照下垂系数合理分配负荷有功功率的问题,提出了一种基于自适应虚拟阻抗的分布式功率控制策略,有效补偿了不匹配的馈线阻抗引起的电压降差异,实现了负荷功率的合理分配。所提策略基于多智能体一致性理论,构建了分布式的控制结构,各分布式电源仅需使用本地和相邻电源的功率信息对虚拟阻抗的模进行自适应调节,避免了对全局信息的依赖。通信网络拓扑中包含生成树的系统需求易于通过稀疏网络实现。同时,根据输出功率因数调节虚拟阻抗的阻抗角,增强了系统的鲁棒性。仿真结果证明了所提策略的有效性和可行性。     

考虑系统延时的微电网有功功率分布式控制策略

一致性控制是微电网中应用广泛的一类分布式控制策略。然而,一致性控制依赖于各分布式电源(distributed generator,DG)之间的交互通信,系统中通信延时和控制延时的存在极可能恶化系统性能,甚至造成系统不稳定。分析了通信延时和控制延时对基于一致性的微电网有功分布式控制的影响,提出了一种系统稳定性判据。在此基础上,设计了考虑系统延时影响的微电网一致性有功控制策略。相比传统一致性控制策略,该策略能够保证系统在更大的延时下稳定运行。多种场景下的仿真结果验证了上述分析和所提策略的正确性和有效性。     

光伏阵列系统级分布式功率优化控制研究

在光照不均匀的工况下,光伏阵列的输出功率会受到很大影响,采用分布式MPPT控制可取得较好的效果,但关于系统级分布式功率优化的研究较少。本文考虑到系统的保护和安全、在对光伏组串中各光伏模块进行限压保护及直流母线采取卸荷保护的基础上,详细分析了分布式功率优化控制的工作机理和算法的实现过程,并利用仿真对算法进行验证以及和集中式MPPT控制进行比较,结果证明分布式MPPT优化控制不仅可以更好地提高光伏组串的发电量,而且可以保证系统安全可靠运行。     

基于强化学习的多微电网分布式二次优化控制

针对微电网中分布式电源下垂一次控制产生的系统频率和电压静态偏差问题,提出了一种基于强化学习就地反馈方法的分布式二次优化控制,利用本地信息可兼顾频率恢复和电压调整的需求。首先,针对微电网经济性、频率及电压控制需求和各分布式电源综合性能(环境效益、经济效益、技术效益),定义了本地奖励,协调多微电网的频率恢复和电压调节。其次,针对电网实际运行情况,在满足供需平衡的同时,使用多智能体强化学习算法对全局奖励反馈优化修正,使各分布式电源协同出力渐近消除频率偏差,保证微电网的稳定运行。最后,通过实例验证了所提出控制的有效性和适应性。     

独立型虚拟同步化微电网分布式无功-电压二级控制策略

针对独立型虚拟同步化微电网无功-电压控制的初级调节特性,在虚拟同步控制技术的基础上,提出了一种计及虚拟同步变流器剩余无功容量的独立微电网分布式无功-电压二级控制策略。该策略以提高系统无功容量利用率及平均电压水平为目标,通过相邻虚拟同步机控制器间的分布式稀疏通信,实现系统平均无功标幺值及端口平均电压值评估。在此基础上,通过所提分布式二级控制器得到虚拟同步变流器无功-电压下垂参数的最优参考值,从而实现无功功率最优分配与电压调节,在提高系统无功容量利用率的同时改善电能质量。基于MATLAB/Simulink搭建独立型虚拟同步化微电网模型,通过仿真验证了所提策略的有效性及其相较于传统无功-电压调节策略的优越性。     

基于分布式牛顿法的微电网群分布式优化调度方法

多个微电网以自组织的方式连接成为自治实体并接入配电网运行,能够显著提高供电可靠性并降低运行成本。提出了一种针对微电网群优化运行的全分布式算法,旨在替代传统集中协调的方式,解决系统对灵活性、可靠性和经济性的要求。该方法基于点对点通信,只需要稀疏通信网络上的相邻节点交换信息,且通信负担很轻。首先介绍了微电网群优化模型,随后结合具有二阶收敛速度的分布式牛顿法和基于一致算法的信息传递,实现了微电网群运行成本的全分布式运行优化。算例结果表明,该方法具有相较一阶分布式算法更快的收敛速度,且受通信拓扑的影响更小,证明了该方法的可靠性和可扩展性。