计及直流微电网扰动抑制的残差动态分散补偿控制策略

针对直流微电网电能质量问题与环流问题,提出一种计及直流微电网扰动抑制的残差动态分散补偿控制策略.此策略在直流下垂控制的基础上,首先分析直流微电网扰动问题及并联状态下的环流问题;其次建立Buck型与Boost型多DC-DC变换器并联的状态空间模型,推导基于残差的变换器动态分散补偿结构,该结构直接在电压环输出端进行补偿,通过扰动抵消计算补偿控制器Q*(s).采用小信号稳定性分析方法证明本文补偿结构的稳定性;最后基于RTDS搭建数字物理实验平台,以相同与不同类型变换器并联为例进行实验验证.该结构能够加快分布式电源及公共负荷投切时直流母线电压动态响应速度,有效地抑制了环流影响和交流侧不平衡情况引起的直流母线电压二倍工频扰动,维持了电压的一致性,保证了母线电压的稳定,有助于实现分布式电源的"即插即用"技术.     

基于小信号稳定性分析的含VSG微电网电能质量主动控制

为提高分布式电源电力电子变换装置的利用率,实现变流器的功率控制,提高电能质量,文中提出一种基于小信号稳定性分析的含虚拟同步发电机(VSG)微电网的电能质量主动控制策略,在原有双闭环控制器基础上,设计参数化控制器进行谐波抑制,实现控制性能指标的改进。首先,建立基于微电网拓扑的VSG小信号模型,并分析VSG控制过程的稳定性。其次,设计了基于鲁棒观测器的控制器,以电能质量性能指标跟踪误差最小为目标函数,利用优化方法对跟踪误差进行逐步最优求解。通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行仿真,结果表明:所提出的方法实现了变流器鲁棒控制和电能质量治理,性能改善作用明显。     

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。     

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。     

海上油气平台不稳定电源与储能联合配置优化策略

针对海上油气平台集群接入不稳定电源与储能的联合配置问题,结合海上风电、光伏特点及已有的拓扑结构,提出了三阶段风机/光伏/储能阶段式联合配置策略,介绍嵌入潮流计算的阶段式粒子群算法。第一阶段通过LightGBM网络预测模型得到风机光伏的时序预测发电功率,再以投资建设经济性和潮流稳定性为目标优化每个节点的风机/光伏容量;第二阶段针对不稳定电源配置后的配电网,提出了基于电压和损耗灵敏度为指标的集群划分方法,将配电网集群划分为若干个子集群;第三阶段根据划分后的子集群,以储能容量、配电网损耗和节点电压波动为目标为每个子集群内配置储能。以渤海油田某10 kV实际油气平台配电网为例,设立燃气机出力功率自定义和经济性自定义两种方案来验证联合配置优化决策的合理性。结果表明,两种配置策略都可以有效地提升海上油气平台配电网的潮流稳定性,提高新能源的渗透率。本文研究验证了海上分散式风机/光伏发电工程的可行性,有利于实现未来海上油气平台的“零碳”建设。     

差分型复杂过程全局进化方法

复杂过程全局进化算法是一种具有类似分散搜索的通用框架结构,能够高效完成全局搜索的新型进化算法。在该算法的基础上,提出了差分型复杂过程全局进化算法。差分型算法采用拉丁超立方体抽样生成多样性种群,并应用“最小欧几里德距离的最大值法”产生参考集Refset2,以保证参考集的多样性。采用差分变异和交叉策略替代原算法的线性合并,兼顾算法的收敛速度和种群的多样性。应用Nelder-Mead直接搜索法进行局部搜索,防止搜索过程在局部最优点附近反复。仿真结果表明差分型复杂过程全局进化算法,具有较高的搜索效率。     

虚拟同步储能变换器的功率环双模式控制

根据虚拟同步储能变换器功率环主要参数的相互影响进行了小信号建模分析,为功率环参数设计和选取范围提供了参考。据此,针对虚拟储能变换器并网运行时存在的稳态功率偏差和功率限额问题,提出一种适用于并网工况的储能变换器虚拟同步机PQ模式控制策略,并在必要时将PQ模式与VSG下垂模式进行切换。虚拟同步发电机(VSG)的PQ模式并网除了能实现稳态时恒功率运行外,暂态过程中还具有一定的惯性和阻尼,并网状态下能够自同步,无需锁相环。仿真和实验结果表明,所提双模式控制策略稳定可靠且切换平滑。     

强夯对孔隙水压力的影响

一般对饱和淤泥质土采用堆载预压排水固结的方法进行处理,但由于堆载是一个工作量大,需用时间很长的工序,能不能采用强夯的方法代替堆载土,用强夯产生的超静孔隙水压力排水,从而达到对软土层排水加固的目的,本文用一个工程实例进行了探讨。     

微网逆变器的VSG转动惯量和阻尼系数自适应控制

近年来随着微网及分布式发电的快速发展,适用于微网并离网运行的虚拟同步发电机(VSG)控制技术被提出。VSG在下垂控制的基础上进一步模拟了同步发电机的转动惯量和阻尼系数。和下垂控制相比,VSG的响应特性得到了进一步的提高,但无法同时保证频率和功率的动态调节性能。针对该问题,对VSG离网工况下的输出频率和并网工况下的输出功率进行了自适应控制。首先,做出不同转动惯量和阻尼系数下的有功环根轨迹,并结合VSG转子机械方程分析转动惯量和阻尼系数对系统的影响,通过建立转动惯量和阻尼系数的自适应函数关系来对VSG实现自适应控制。最后在MATLAB/Simulink中搭建容量为20kVA的VSG自适应控制模型,并搭建了20kVA容量的VSG实验平台,仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和正确性。     

基于鲁棒扰动观测器的直流微电网电压动态补偿控制

针对直流微电网中母线电压控制问题,设计一种基于鲁棒扰动观测器的动态补偿控制策略,完成DC-DC变换器的电压补偿。首先,在直流微电网系统架构的基础上对母线电压波动进行理论分析。其次,建立直流微电网系统的DC-DC变换器状态空间数学模型,得到控制系统的输入输出关系。根据鲁棒双互质分解和尤拉参数化稳定控制器理论,得到基于鲁棒扰动观测器的控制架构,应用模型匹配理论反向补偿电流扰动所产生的输出值。通过线性矩阵不等式(LMI)方法求解电压环补偿控制器,并根据DC-DC变换器的动态结构图设计电流环补偿控制器。半实物仿真结果表明,该架构能够在不改变原系统结构参数的前提下,提升DC-DC变换器的动态性能,抑制负载投切、功率波动以及交流侧负载不平衡等引起的直流母线电压波动,增强系统的鲁棒性。