基于电力弹簧的微电网分布式发电协同控制

针对微电网运行时的电压和频率波动问题,建立了基于电力弹簧的分布式发电协同控制方法,以保证微电网的稳定运行。首先,基于电力弹簧的基本原理建立功率控制模型,利用电力弹簧的相位和幅值同时可控的特点,分析电力弹簧的四象限特性;在此基础上,设计了电力弹簧有功/无功协同控制方法,基于离散一致性算法,提出一种电力弹簧接入微电网的分布式发电协同控制策略;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了微电网中发生电压突变、分布式发电功率突变以及负载功率突变3种情况下该控制策略的有效性,对比分析有无电力弹簧接入下系统电压和频率波动情况。实验证明:电力弹簧可以通过同时进行有功/无功补偿来有效解决微电网中分布式电源和负载变化引起的电压、频率波动,保证微电网的稳定运行。     

微电网分布式协同控制策略研究

当微电网切换到孤岛运行状态时,一般通过一次的下垂控制调整其电压和频率的稳定,但这时微电网中的各个分布式电源还会存在电压和频率的偏差。提出一种分布式二次控制策略,能够恢复电压和频率值到给定参考值并实现有功功率均分。将微电网看成多智能体系统,其中分布式电源间的通信网络用有向图来描述。考虑到实际应用中对控制变量的限制,给出了一种输入有界情况下的同步跟踪算法,在理论上证明了系统的稳定性,并由仿真实例验证了算法的有效性。     

基于有限时间一致性的直流微电网分布式协同控制

直流微电网的控制目标主要是实现维持电压稳定和负荷比例分配,传统的下垂控制无法同时兼顾两个控制目标,而集中控制存在依赖中央控制器等弊端。文中提出一种基于有限时间一致性的直流微电网分布式控制策略,在下垂控制的基础上,提出包括电流矫正控制和电压调节控制的分布式二次控制。该策略基于多代理系统及其分布式交互协议实现,各分布式电源代理仅与邻居交互输出电流信息,通过有限时间一致性协议,完成各分布式电源的输出电流按比例分配,并利用平均输出电流进行电压协同调节。所述控制策略以分布式的方式实现,能够满足分布式电源即插即用的要求,采用有限时间一致性算法具有较好的收敛性能。为验证该策略的控制效果,在PSCAD/EMTDC中建立了详细的直流微电网模型进行仿真。结果表明所述策略可以有效地完成直流微电网电压稳定和负荷比例分配的控制目标。     

基于分布式下垂控制的微电网分布式储能系统SOC平衡策略

针对孤岛交流微电网中的分布式储能系统(DESS)采用传统的P-f下垂控制时出现的荷电状态(SOC)不平衡问题,提出一种分布式下垂控制。该方案通过在传统的P-f下垂控制基础加入SOC平衡因子控制逆变器输出的有功功率,从而实现不同容量的DESS充电和放电过程中SOC平衡,并且在SOC平衡过程中频率不会发生偏移。当SOC平衡以后,SOC平衡因子为1,控制算法自动变为传统的P-f下垂控制。由于下垂系数一般很小,频率可以保持在规定的范围(±1%)内。此外,通过调节SOC的下垂系数,可以调节SOC的平衡速度。最后,不同工况下的仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。     

基于多代理系统的微电网竞价优化策略

提出由上级电力市场Agent、微电网及发电公司Agent和元件级Agent组成多代理系统(multi-agent system,MAS)电力市场竞价体系。进而提出了基于这一体系的微电网利润最大化目标,针对此目标,分别提出微电网及发电公司Agent利润最大化竞价策略与微电网内部成本优化策略,并讨论了各Agent的具体功能。最后针对各个策略用算例验证了其有效性。     

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.     

基于协同强化学习的微电网分布式两级电压优化控制

由于微电网中分布式电源组成复杂,运行模式多样,孤岛微电网的电压恢复控制面临着不确定性干扰的影响。为此,针对不确定性干扰下微电网的二级电压恢复控制问题,提出了一种基于协同强化学习的微电网分布式两级电压优化控制方法,实现孤岛模式下微电网的电压调节控制。首先构建孤岛微电网分布式一致性协同电压控制算法,并建立李雅普诺夫函数稳定性判定方法。其次根据控制器性能与控制器增益参数的关系,求解孤岛微电网电压控制器增益上界,并根据控制器增益参数上界限制强化学习智能体动作集。随后,采用强化学习算法优化二级控制器增益参数,给出相应的强化学习智能体状态集、协同全局奖励函数。最后在Matlab/Simulink上通过仿真实验验证了所提出的控制方法的有效性和适应性。     

基于协同控制理论的微电网频率控制

为提高微电网频率响应的动态性能,提出一种基于协同控制理论的微电网频率稳定性控制策略。根据微电网频率特性与微源的调频特性,基于协同控制理论构建含有系统动态性能及控制指标的宏变量,由定义的控制流形推导出微电网频率调节的协同控制律,设计了一种微电网协同控制器。其中储能装置在系统受到扰动时迅速参与调频,通过释放或吸收功率,减小频率的恶化程度,同时柴油发电机根据储能功率变化量与系统频率对微电网的功率进行调节,保证了微源侧供电的可靠性。最后基于MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台,对所设计的控制策略进行验证,对比分析了不同控制方式下微电网调频效果。仿真结果表明所提出的协同控制器可以在微电网功率发生扰动时,充分利用微源的调频特性,快速平抑微电网内功率不平衡产生的频率波动。     

虚假数据注入攻击下的微电网分布式协同控制

交流微电网信息物理系统(CPS)是有源配电网的重要组成部分.由于信息技术和电力技术的深度融合,微电网CPS很容易受到虚假数据注入(FDI)攻击,导致控制目标无法实现,扰乱系统的正常运行.文中在分析了注入量为常值的FDI攻击对微电网分布式协同控制的不利影响的基础上,提出了一种抵御FDI攻击的微电网分布式协同控制算法.该算...     

基于分布式控制的直流微电网控制稳定性分析

随着电网技术的发展,直流微电网已经成为了电网的重要组成部分,成为居民住宅和商用楼宇的主要能源来源型式,具有可靠性高、可控性强的优点.微电网的稳定性控制一直是微电网的重点研究方向,本文基于分布式控制模式下的微电网大信号、小信号模型的角度出发,采用Lyapunov方法研究了直流微电网中与大信号下稳定运行的参数边界条件,提出...     

独立直流微电网中多组燃料电池分布式协同控制

针对独立直流微电网中功率分配问题,基于Hamilton能量理论提出分布式协同控制策略.首先对单组燃料电池独立直流微电网模型设计预反馈控制,得到端口受控耗散Hamilton模型;然后将单组燃料电池拓展为相互通信的多组燃料电池的独立直流微电网,设计分布式协同控制策略,使得用电负荷在每组系统中得到合理分配;最后通过仿真验证分...     

基于多智能体系统微电网分布式控制研究

基于为了克服传统集中式控制策略计算量大、对系统通讯依赖强等缺点,文中提出了基于多智能体系统的分布式控制策略,采用有、无领导者一致性算法来解决经济调度问题。以各个微源的增量成本作为一致性变量,通过相邻微源间的相互通信,最终在满足各个微源达到增量成本一致的同时实现整个系统效益最优的经济目标。算例仿真验证了分布式一致性算法的有效性,研究收敛系数、通讯拓扑结构对算法收敛速度和动态性能的影响,并通过有领导者一致性算法与无领导者一致性算法的仿真结果进行对比,验证无领导者一致性算法的优势。     

计及分布式需求响应的多微电网系统协同优化策略

在清洁能源高渗透态势下,多微电网系统协同优化成为促进清洁能源高比例消纳的有效手段,合理的分布式需求响应机制对于进一步提升清洁能源利用水平具有重要研究价值。因此,提出一种计及需求响应的多微电网协同优化机制,建立需求响应资源自主竞价模型,实现分布式需求响应。首先,考虑到需求响应补贴合同的激励特性,构建微电网自治优化调度模型,制定电力供需计划和需求响应策略。其次,各微电网参考历史成交信息,以预期效益最大为目标制定需求响应资源竞价策略。再次,为实现经济高效的分布式需求响应,在日前阶段引入双向拍卖机制搭建需求响应资源端对端匹配框架。最后,通过算例验证了所提机制能实现需求响应资源分布式交易,提升多微电网系统整体经济性,并有效促进清洁能源消纳。     

基于自适应经济下垂控制的微电网分布式经济控制

在孤岛微电网中,传统下垂控制按分布式能源的容量比分配有功功率,容易使微电网的整体运行成本偏高。为有效降低系统运行成本,依据等微增率准则提出一种基于边际成本的经济下垂控制框架,在该框架下分布式能源能够按照等边际成本出力。考虑到分布式能源的最大出力限制,提出基于一致性的分布式自适应控制器,将功率稳定在最大值,从而退出边际成本一致性。提出一种分布式二次频率控制器有效恢复孤岛微电网的频率。仿真结果证明了所提控制器的有效性以及抗通信失败的性能。     

基于分时竞价因子的MCP竞价策略研究

电力工业的特性以及电力市场的不完全竞争性,使得在新的电力市场环境下,发电企业确定其竞价策略时面临很多的不确定性因素与较大的风险.在传统市场出清价格(MCP)单值预测模型基础上,考虑了发电企业在峰荷时段、平段以及谷荷时段的不同风险偏好,提出了基于分时竞价因子的改进的MCP竞价策略模型.考虑机组出力约束,且兼顾了发电量计划指标和利润最大化的目标,得出了发电企业的最优竞价策略.给出了以美国PJM电力市场数据为基础的算例,证明了本文提出的模型的有效性和实用性.     

弱惯性交流微电网群的分布式多目标协同控制方法

微电网群(MGC)集合了多个子网的电力资源,大量分布式电源(DG)的接入给系统的经济调度和功率均分带来巨大挑战,也削弱了系统的惯性。基于分布式控制,提出了一种微电网群的多目标协同控制,设计了三层协同控制架构。在设备层,利用虚拟同步发电机(VSG)模拟惯性;在子网层,利用功率一致性控制,增加了系统的阻尼,实现功率均分和振荡抑制;在网群层,基于等微增率准则,实现网群的经济优化和频率恢复。通过仿真实验,设计了冲击负荷接入切除、通信延时以及功率限制等算例,证实了所提控制算法的有效性。     

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...     

多元化售电主体并存下微电网的竞价策略研究

为了指导微电网代理商合理报价,本文提出了多元化售电主体下以微电网收益最大化为目标的报价策略。首先针对微电网和售电商分层性、灵活性的特点,提出基于多代理系统的微电网代理商和售电商之间的交易模型;进而基于多代理系统的竞价体系,运用博弈论的思想建立以微电网收益最大化为目标的博弈模型;考虑到市场信息的不确定性,利用概率模拟的方法,获取该微电网竞争对手的成本和报价策略的分布,然后利用非线性规划法求得博弈模型的纳什均衡解,获得微电网代理商的最优竞价策略。最后通过算例分析验证所提方法的有效性。     

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。     

基于分布式拟牛顿法的交流微电网经济运行控制

针对含多撑网逆变器的交流微电网,提出一种基于分布式拟牛顿法的经济运行控制策略,该策略包括电压和无功功率调节器以及频率和有功功率调节器两部分。采用稀疏通信网络交换相邻逆变器的信息,基于等耗量微增率准则,采用拟牛顿法根据本地和相邻节点的信息估算有功功率和无功功率的最优分配量。在电压和无功功率调节器中,无功功率的估算值可作为电流源型逆变器的参考值,或用于产生电压源型逆变器的电压修正项,实现无功功率的最优分配和电压控制。在频率和有功功率调节器中,有功功率的估算值可作为电流源型逆变器的参考值,或用于产生电压源型逆变器的频率修正项,实现有功功率的最优分配和频率控制。6节点交流微电网的仿真结果表明,所提控制策略在实现高质量电压和频率控制的同时,能够实现系统的最优经济运行,具有“即插即用”的能力,且对通信链路故障有较高的鲁棒性。