微电网分布式协同控制策略研究

《微电网分布式协同控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、微电网分布式协同控制策略研究【摘要】：随着分布式电源（DG）越来越多的应用，微电网的概念被提出并用来协调管理各分布式电源及负荷。对于大电网来说，微电网呈现为单一的受控单元，以满足用户对用电可靠性和安全性的要求。微电网既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开运行于孤岛状态。当微电网处于孤岛运行状态时，由于缺乏大电网的支撑，微电网中电源与负荷的不平衡会导致各分布式电源的输出电压和频率出现波动甚至不稳定和故障。因此，孤岛状态下微电网的电能质量保证是一个重要问题。基于此，文中对微电网分布式协

2、同控制策略进行了分析，仅供业内人士参考。中国4/vie　　【关键词】：微电网；分布式协同控制；策略　　1微电网　　微电网（microgrid，MG）是由小型分布式电源DG（distributedgeneration，DG）、负荷以及储能装置等结合而成的，有并网和孤网2种运行模式，向用户提供电能和热能的小型可控供电系统。它作为配电网和DG连接的纽带，由于其具有减轻环境污染、降低输配电资源和运行费用、减少线路损耗、改善电能质量和提高系统供电安全可靠性等优点，近年来受到广泛关注。　　2直流微电网的控制要

3、求　　2.1直流微电网需按分布式电源优先发电的节能模式运行，以充分利用清洁能源；　　2.2当直流微电网中某一个分布式电源出现故障时，系统可自主均流，实现分布式电源的“即插即用”；　　2.3分布式电源能够根据负荷需求工作在限功率模式或最大功率（maximumpoag为输出电压幅值；mPi，nQi为下垂系数；Pi，Qi为DG端测得的有功和无功功率。正常情况下，微电网的频率可以通过以下垂控制器的调节达到同步。但下垂控制是一种有差调节，微电网输出频率和电压不能保持恒定。特别是当微电网处于孤岛运行状态时，微

4、电网中电源的输出有功功率与负荷不平衡时，微电网的输出频率就会偏离标称值ωref。　　二次控制是在一次控制的基础上，设计控制器使式（1）中的Vni和ωni达到给定标称值。由于输出电压的幅值在dq坐标系中表示为　　所以，一次控制的电压控制策略也可以写为　　式中：vodi和voqi分别为电压vo，mag的d轴和q轴分量。根据式（3），二次控制中电压控制的目标就是对Vni设计适当的控制算法使vodi→vref；同时，频率控制的目标就是对ωni设计适当的控制算法使ωi→ωref。微电网中的分布式电源还应该满

5、足以下功率均分原则：　　3二次协同控制器的设计　　本节给出考虑控制输入有界时微电网分布式二次协同控制器的设计。　　如上节所述，微电网二次电压协同控制器的作用就是考虑控制输入有界的情况下使各分布式电源的电压同步到给定参考值。　　由于各分布式电源中的电流控制器和电压控制器的动态过程远快于功率控制器，忽略电流和电压控制器的影响式（3）可以写为　　对上式取微分，并取辅助变量uvi：　　这个过程也是输入―输出反馈线性化。这样，将由N个DG组成的微电网的电压同步问题转换为一阶线性多智能体跟踪同步问题：　　这样

6、，vodi同步到参考值的控制目标可以转化为对辅助变量uvi的要求。将微电网中的每个DG看成一个节点，它们之间的通信网络用一个　　有向图来刻画。根据图论表示节点i的邻节点集合。设aij是邻接矩阵中的元素，aij>0表示第i个DG能接收到第j个DG的信息，否则aij=0。设g?i为牵制增益，g?i>0表示第i个DG能接收到给定参考值信息，否则g?i=0。这里设计uvi为　　这里，cv>0为改善系统响应速度的控制增益。由于　　，所以即辅助变量的控制输入是有界的。下面给出微电网二次电压协同控制的定理及其证

7、明。定理：�O微电网的通信网络由有向图Gr描述，且为强联通和满足细致平衡条件的，即存在一个向　　量并满足t→∞（vodi-vref）=0，即输出电压vodi可以跟踪上给定参考值vref。定理证毕。　　4结束语　　总之，本文将微电网中的分布式电源看成智能体，利用多智能体理论给出了一种微电网的分布式控制策略。这种控制策略是分布式的，通信网络更简单。文中考虑了实际系统中控制变量的有界性，给出的控制算法是控制有界情况下的。在该控制策略下，处于孤岛状态时微电网中各分布式电源的输出电压、角频率能够同步到给定参

8、考值，并且实现有功功率均分。　　【