孤岛型微电网分布式二次调节策略及通信拓扑优化

发布时间：2019-08-26 20:38

【摘要】：由于线路阻抗分布不均,基于下垂控制的孤岛型微电网需要引入二次调节手段以实现电压及功率的优化控制。传统的二次调节常通过微电网中心控制器(MGCC)实现,但由于存在中心节点,系统的可靠性及可扩展性差。本文提出了一种基于对等稀疏网络的分布式二次调节策略,该策略利用离散一致性算法,仅通过与邻居节点间的有限通信实现分布式单元功率均分及系统平均电压的调节。由于控制节点间完全对等,不存在中心控制器,增加了控制的可靠性及灵活性。利用Matlab/Simulink搭建孤岛型微电网,在JADE平台上开发分布式二次调节策略,联合仿真所提策略的有效性,并与已有集中式、自治式策略进行对比。详细分析通信延时对策略的影响,对通信网络拓扑结构进行多目标优化,根据延时的抗干扰能力选择最优拓扑结构。
【图文】：

等效模型,线路阻抗

尚缺乏实际应用的支撑。本文在现有研究的基础上，提出一种分布式二次优化调节策略以解决线路阻抗带来的功率分配不均及电压下跌问题。该策略在原有下垂控制的基础上增加无中心节点的对等稀疏网络以实现二次调节。本文首先分析线路阻抗对下垂控制的影响，其次阐述所提的分布式二次控制策略，仿真分析说明了策略的有效性及网络延时对控制性能的影响。最后，根据不同目标对网络拓扑进行多目标优化，针对延时的抗干扰能力选择最优拓扑。1线路阻抗对下垂控制的影响基于下垂控制的低压交流微电网等效模型如图1所示。图1交流微电网等效模型Fig.1EquivalentmodelofACmicrogrid在上述微电网中，各分布式发电单元的输出电压及相位分别为Es、δs，发电单元至母线Bs间的线路阻抗为Zs，母线Bs至负荷中心的线路阻抗为LsZ（s=1,2）。假设线路阻抗呈电阻性，即sZ≈Rs，负荷中心电压为V∠0°，母线电压为Vs∠s，则各发电单元有功及无功功率可以近似表示为2()sssssssssssEEVPREVQRδ≈≈（1）另一方面，阻性网络通常采用P-V及Q-f下垂控制，表述为

架构图,网控,孤岛,架构

只饽诶肷⒁?致性算法的分布式二次优化调节策略，仅通过相邻发电单元间有功功率信息的交互动态寻找目标下垂系数，实现有功功率的均匀分配及电压调节。2分布式二次优化调节策略分布式多代理系统（DistributedMulti-AgentSystem，DMAS）是实施分布式算法的有效途径。本文所提的二次优化策略将通过DMAS架构实现。为此，给每台发电单元的控制器分配Agent（为了便于叙述，，下面由Agenti代表为发电单元控制器i配备的代理），Agent之间通过分布式稀疏网络相连，Agent完成邻居信息的交互及二次策略的实施。总体的控制架构如图2所示。图2基于DMAS的孤岛微电网控制架构Fig.2DMASbasedcontrolframeworkformicrogrid发电单元控制器采用P-V及Q-f下垂控制策略，下垂控制根据下垂系数的大小进行功率分配，内环为电压、电流双闭环控制方式，如图3所示，其中电流环反馈采用滤波电容电流。本文所提的基于离散一致性算法的分布式二次调节策略分为功率均分策略及电压调节策略两部分。二次调节策略由Agent执行，本地Agent根据邻居Agent的信息计算新的下垂系数ke及电压补偿量δV，并下发至对应控制器，同时接收控制器功率及电压信息，并传送至邻居Agent。图3底层下垂控制策略Fig.3DroopbasedcontrolstrategyforDG2.1功率分配策略为了使整个系统有序运行，各Agent中设置时钟，在时钟周期驱动下进行功率采集及信息的交互，并更新ke。令时钟周期为Ts，t=t0+kTs，为了叙述方便，简称t=k。当t=k时，Agenti首先采集自身的输出功率Pi[k]，并计算k时刻的功率标幺值为*b[][]1,2,,iiiPkPkinP=
【作者单位】：东南大学电气工程学院;西门子电力自动化有限公司;
【基金】：国家自然科学基金(51177015) 江苏省重点研发计划(BE2015012-1) 新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0129) 国家电网公司科技项目(SGTYHT/14-JS-188)项目资助
【分类号】：TM727;TM73

【相似文献】