微网系统的参数辨识及优化控制研究

发布时间：2020-11-19 15:09

　　 电力能源发展对社会发展具有推动作用,新能源发电如光伏发电、风能发电等是社会发展的必然趋势,但是新能源发电具有波动性和随机性,常常存在电压和频率不稳定的情况,易对大电网造成大的冲击,从而微电网技术应运而生。随着微电网技术广泛应用,对其安全性、稳定性、可靠性提出了更高的要求,本文对微网系统参数辨识和优化控制两个方面的内容展开了研究,主要研究内容如下:(1)介绍了微电网发展的背景、意义及国内外研究现状,讨论了微网系统发展面临的问题。(2)分析了微网逆变器控制策略如恒压恒频控制(VF控制)、恒功率控制(PQ控制)、下垂控制(Droop控制)及虚拟同步发电机控制(VSG控制)的基本原理、实现方式及应用场合。对微网系统进行建模分析,分别建立了逆变器、网络及负载小信号模型,进而得到了微网系统的小信号模型,为微网系统参数设计、控制优化奠定了基础。(3)本文对VSG控制进行其控制参数研究,并给出了一种基于递推最小二乘法的VSG参数辨识方法,为微网系统的优化设计奠定了基础。首先根据系统的动态性能和稳态性能要求进行了VSG控制主要参数设计。然后根据VSG输出功率对指令功率的二阶传递函数模型,利用模型参数与惯性和阻尼系数的关系,并基于递推最小二乘法辨识出逆变器提供的惯性和阻尼系数,进一步分析了稳态平衡点偏移以及双线性变换给辨识带来的误差。最后,通过MATLAB仿真和实验验证了所给出的辨识方法具有可行性和有效性,且能够满足一定的精度要求。(4)针对微电网传统VSG控制带来的稳态误差问题,本章采用集中式控制的微电网电压、频率二次调节控制,可以减小PCC处的电压偏差和频率偏差。由中央控制器(MGCC)采集系统信息,按照一定比例系数分配负荷功率,给出了一种基于粒子群优化算法(PSO)的电压和频率双重优化控制,以电压偏差和频率偏差作为目标函数,寻求使目标函数最小的VSG控制主要参数,然后由MGCC统一下发给每个VSG控制单元,从而实现微电网优化控制。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM727
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 微网国内外研究现状
    1.3 微网系统面临的问题
        1.3.1 储能技术
        1.3.2 控制技术
    1.4 本文主要研究内容
第二章 微网系统建模及控制策略
    2.1 微网逆变器控制策略
        2.1.1 VF控制
        2.1.2 PQ控制
        2.1.3 下垂控制
        2.1.4 虚拟同步发电机控制
    2.2 微网逆变器小信号模型
    2.3 网络及负荷小信号模型
    2.4 微网系统小信号模型
    2.5 本章小结
第三章 微网系统参数设计及参数辨识
    3.1 VSG参数设计
        3.1.1 功率环控制参数设计
        3.1.2 电流环参数设计
        3.1.3 谐波特性分析
    3.2 基于递推最小二乘法虚拟同步发电机参数辨识方法
    3.3 辨识误差分析
    3.4 仿真验证
    3.5 实验验证
    3.6 本章小结
第四章 微电网优化控制
    4.1 微电网二次调频策略
    4.2 微电网电压和频率双重优化控制
    4.3 仿真验证
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

【参考文献】

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本文编号：2890147