基于多智能体系统及自抗扰控制理论的微网负荷频率控制策略研究
发布时间：2021-11-10 02:09
微网作为一种解决分布式能源并网及控制的有效方式,在当下的能源变革中扮演着重要角色,因此进一步提高微网系统稳定性具有重要意义。频率为衡量电力系统电能质量的重要指标,而微网中可再生能源发电（例如风电、光伏等）的强随机性和间歇性大大降低了系统频率稳定性,这就要求微网中的可控发电单元输出功率需能够快速跟踪负荷及发电侧功率扰动。为提高微网系统频率稳定性,增强系统抗干扰能力和鲁棒性,本文提出了一种改进的线性自抗扰控制算法;为提高系统发电经济性,实现实时经济调度,本文结合了多智能体系统,针对不同微网系统设计了多种负荷频率分布式优化控制策略。论文创新性研究内容主要包括:（1）本文对线性自抗扰控制算法进行了改进,利用系统输出的多重微分来替换线性扩张状态观测器对系统状态变量的估计值,提高了系统控制精度。随后基于改进的线性自抗扰控制算法,设计了微网系统负荷频率控制器,对于变速风机、柴油发电机、固体氧化物燃料电池及电解水系统同时参与调频的单区域孤岛微网系统,通过利用电解水系统快速响应特性及时补偿并消除功率偏差,同时,为避免电解水系统产生不必要的能耗损失,本文为其设计了“置零控制环节”,使其在参与调频后功耗恢复...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图I-1全球微网装机容量分布图
在ＣＥＲＴＳ微网概念在实验室得到验证后，美国电力公司（Ａｍｅｒｉｃａｎ?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ??Ｐｏｗｅｒ，?ＡＥＰ）资助ＣＥＲＴＳ在Ｏｈｉｏ?Ｄｏｌａｎ技术中心搭建了该微网示范平台，具体??结构如图１－２所示。其包括三条馈线：馈线Ａ接入２ｘ６０ｋＷ燃气轮机以及敏感??负荷，馈线Ｂ中包含一台６０ｋＷ的燃气轮机以及可控负荷，馈线Ｃ为常规线路。??００￣￣｜?远程监控系统??配电网?７５ｋＶＡ??□?Ｃ＿????Ｉ３．８ｋＶ?Ｉ?｜????ｎＬ??｜??ＩＳ?Ｉ?馈?｜?馈??音?［?ｆ?９５ｋＷ电阻负荷?？?１?雙??９５ｋＷ电阻负荷?Ｉ?丨?丨??Ｉ?Ｏ?ｉ??ＤＣ－ＡＣ?ｊ￣｜－｜?ＡＣ－ＤＣ?｜￣（、＼??ＤＣ－ＡＣ?｜—ｉ—ｊ?ＡＣ－ＤＣ?｜￣（?）￣??燃气轮机?燃气轮机??６０ｋＷ???６０ｋＷ????蓄电池一１??蓄电池１??！???Ｉ????????Ｉ??９５ｋＷ电阻负荷???ＤＣ－ＡＣ?—ｐ?ＡＣ－ＤＣ?—（一）一??燃气轮机??６０ｋＷ??蓄电池一＊??２０ｋＷ电机负荷?？???９５ｋＷ电阻负荷?？???图１－２美国ＣＥＲＴＳ微网示范平台??Ｆｉｇ．?１－２?Ａｍｅｒｉｃａｎ?ＣＥＲＴＳ?ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ?ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??１．２．２欧盟微网发展??上世纪９０年代末，欧盟地区就对微网开展了相关的研宄工作，并陆续取得??３??
图１－３?ＮＴＵＡ微网结构??Ｆｉｇ．?１－３?ＮＴＵＡ?ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??图１－３为希腊ＮＴＵＡ建立的ＮＴＵＡ微网结构，这也是欧盟提倡的微网结构。??该微网的分布式电源主要包括光伏发电，为维持系统功率平衡，采用蓄电池作??为微网储能系统，负荷为可由可编程式逻辑控制器（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ?Ｌｏｇｉｃ??Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，?ＰＬＣ）控制的可控负荷。之后，该计划欲并入２．５ｋＷ的风力发电机来??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]第24届国际供电会议研究成果综述——微电网的规划与运行[J]. 李宏仲,吕梦琳,胡列翔,范明天,张祖平. 电网技术. 2019(04)
[2]Frequency control of future power systems: reviewing and evaluating challenges and new control methods[J]. Zeyad Assi OBAID,Liana M.CIPCIGAN,Lahieb ABRAHIM,Mazin T.MUHSSIN. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019(01)
[3]“智能电网+”研究综述[J]. 鞠平,周孝信,陈维江,余一平,秦川,李若梅,王成山,董旭柱,刘健,文劲宇,刘玉田,李扬,陈庆,陆晓,孙大雁,徐春雷,陈星莺,吴峰,马宏忠. 电力自动化设备. 2018(05)
[4]南方电网多能互补海岛微电网综述及展望[J]. 雷金勇,白浩,马溪原,喻磊,郭晓斌,刘英军,郝木凯,李广凯. 南方电网技术. 2018(03)
[5]国内微电网示范工程及运行控制能效管理技术综述[J]. 李建林,郭斌琪,薛宇石,牛萌. 电器与能效管理技术. 2017(18)
[6]新能源微电网研究综述[J]. 孟明,陈世超,赵树军,李振伟,卢玉舟. 现代电力. 2017(01)
[7]城市电网智能化关键技术[J]. 王成山,罗凤章,张天宇,王萧宇,魏冠元. 高电压技术. 2016(07)
[8]互联电力系统鲁棒分布式模型预测负荷频率控制[J]. 张怡,刘向杰. 控制理论与应用. 2016(05)
[9]智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战[J]. 王成山,王守相. 中国科学院院刊. 2016(02)
[10]发展智能电网是能源转型的关键[J]. 高雅,翁爽,倪旻,王志轩,闵勇,曾鸣,王成山. 国家电网. 2015(09)
硕士论文
[1]柴油发电机组电控调速系统的研究与设计[D]. 许徵.杭州电子科技大学 2018
[2]蓄电池并网逆变器控制策略的研究[D]. 李凯旋.山东科技大学 2017
[3]柴油发电机组并联运行的智能控制研究[D]. 贾仁涛.哈尔滨工程大学 2016
[4]柴油发电机组调速系统研究[D]. 李超.大连海事大学 2015
[5]单相并离网光伏储能系统控制及能量管理研究[D]. 胡茂良.电子科技大学 2014
[6]柴油发电机组的数学建模及其功率补偿技术研究[D]. 李文康.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3486358
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图I-1全球微网装机容量分布图
在ＣＥＲＴＳ微网概念在实验室得到验证后，美国电力公司（Ａｍｅｒｉｃａｎ?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ??Ｐｏｗｅｒ，?ＡＥＰ）资助ＣＥＲＴＳ在Ｏｈｉｏ?Ｄｏｌａｎ技术中心搭建了该微网示范平台，具体??结构如图１－２所示。其包括三条馈线：馈线Ａ接入２ｘ６０ｋＷ燃气轮机以及敏感??负荷，馈线Ｂ中包含一台６０ｋＷ的燃气轮机以及可控负荷，馈线Ｃ为常规线路。??００￣￣｜?远程监控系统??配电网?７５ｋＶＡ??□?Ｃ＿????Ｉ３．８ｋＶ?Ｉ?｜????ｎＬ??｜??ＩＳ?Ｉ?馈?｜?馈??音?［?ｆ?９５ｋＷ电阻负荷?？?１?雙??９５ｋＷ电阻负荷?Ｉ?丨?丨??Ｉ?Ｏ?ｉ??ＤＣ－ＡＣ?ｊ￣｜－｜?ＡＣ－ＤＣ?｜￣（、＼??ＤＣ－ＡＣ?｜—ｉ—ｊ?ＡＣ－ＤＣ?｜￣（?）￣??燃气轮机?燃气轮机??６０ｋＷ???６０ｋＷ????蓄电池一１??蓄电池１??！???Ｉ????????Ｉ??９５ｋＷ电阻负荷???ＤＣ－ＡＣ?—ｐ?ＡＣ－ＤＣ?—（一）一??燃气轮机??６０ｋＷ??蓄电池一＊??２０ｋＷ电机负荷?？???９５ｋＷ电阻负荷?？???图１－２美国ＣＥＲＴＳ微网示范平台??Ｆｉｇ．?１－２?Ａｍｅｒｉｃａｎ?ＣＥＲＴＳ?ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ?ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??１．２．２欧盟微网发展??上世纪９０年代末，欧盟地区就对微网开展了相关的研宄工作，并陆续取得??３??
图１－３?ＮＴＵＡ微网结构??Ｆｉｇ．?１－３?ＮＴＵＡ?ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??图１－３为希腊ＮＴＵＡ建立的ＮＴＵＡ微网结构，这也是欧盟提倡的微网结构。??该微网的分布式电源主要包括光伏发电，为维持系统功率平衡，采用蓄电池作??为微网储能系统，负荷为可由可编程式逻辑控制器（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ?Ｌｏｇｉｃ??Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，?ＰＬＣ）控制的可控负荷。之后，该计划欲并入２．５ｋＷ的风力发电机来??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]第24届国际供电会议研究成果综述——微电网的规划与运行[J]. 李宏仲,吕梦琳,胡列翔,范明天,张祖平. 电网技术. 2019(04)
[2]Frequency control of future power systems: reviewing and evaluating challenges and new control methods[J]. Zeyad Assi OBAID,Liana M.CIPCIGAN,Lahieb ABRAHIM,Mazin T.MUHSSIN. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019(01)
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[4]南方电网多能互补海岛微电网综述及展望[J]. 雷金勇,白浩,马溪原,喻磊,郭晓斌,刘英军,郝木凯,李广凯. 南方电网技术. 2018(03)
[5]国内微电网示范工程及运行控制能效管理技术综述[J]. 李建林,郭斌琪,薛宇石,牛萌. 电器与能效管理技术. 2017(18)
[6]新能源微电网研究综述[J]. 孟明,陈世超,赵树军,李振伟,卢玉舟. 现代电力. 2017(01)
[7]城市电网智能化关键技术[J]. 王成山,罗凤章,张天宇,王萧宇,魏冠元. 高电压技术. 2016(07)
[8]互联电力系统鲁棒分布式模型预测负荷频率控制[J]. 张怡,刘向杰. 控制理论与应用. 2016(05)
[9]智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战[J]. 王成山,王守相. 中国科学院院刊. 2016(02)
[10]发展智能电网是能源转型的关键[J]. 高雅,翁爽,倪旻,王志轩,闵勇,曾鸣,王成山. 国家电网. 2015(09)
硕士论文
[1]柴油发电机组电控调速系统的研究与设计[D]. 许徵.杭州电子科技大学 2018
[2]蓄电池并网逆变器控制策略的研究[D]. 李凯旋.山东科技大学 2017
[3]柴油发电机组并联运行的智能控制研究[D]. 贾仁涛.哈尔滨工程大学 2016
[4]柴油发电机组调速系统研究[D]. 李超.大连海事大学 2015
[5]单相并离网光伏储能系统控制及能量管理研究[D]. 胡茂良.电子科技大学 2014
[6]柴油发电机组的数学建模及其功率补偿技术研究[D]. 李文康.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3486358
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