微电网分布式协同控制策略研究

发布时间：2017-08-16 15:36

  本文关键词：微电网分布式协同控制策略研究

  更多相关文章： 微电网 次级控制 分布式协同控制 反馈线性化 切换拓扑

【摘要】：作为分布式电源接入电网的有效手段,微电网能够充分利用分散在各地的分布式能源,同时考虑到了每个用户的需求,因此受到越来越多的关注。为保证微电网能在并网和孤岛两种模式下可靠的运行,一般采用分级控制策略。微电网的初级控制一般采用下垂控制,次级控制策略多采用集中式控制。集中式控制的缺点是系统可靠性低,成本高。分布式控制只需较少的通信链接,与集中式控制相比更便宜可靠。因此,本文对微电网的次级分布式控制策略进行研究。首先,介绍微电网控制的基础理论,包括分布式电源之间通信的表示方法,系统稳定性理论如Lyapunov稳定性理论、La Salle不变集原理和有限时间稳定性理论。同时,分析微电网采用分布式控制的必要性。其次,分析了常见分布式电源的结构,建立了相应的数学模型,并设计了微电网次级分布式协同控制器。采用大信号建模法建立了分布式电源的准确数学模型。分析建立的数学模型可知,分布式电源是一个非线性异质系统。利用输入输出反馈线性化理论将得到的非线性系统化为线性系统。基于多智能体一致性理论,设计了微电网电压和频率的次级分布式协同控制算法。理论分析控制器稳定性的基础上,搭建的仿真模型也验证了控制器的有效性。然后,对于固定通信拓扑,考虑不同的情况,设计了两种微电网的次级分布式协同控制策略。第一种是考虑控制输入饱和限制的情况下,设计了微电网的次级分布式协同控制策略。另外一种则是设计了微电网电压和频率的次级有限时间分布式协同控制策略。以上两种控制策略,都在理论上分析了其稳定性,并且进行了仿真验证。最后,考虑微电网的即插即用特性,用切换拓扑更能实际反映分布式电源的通信结构,在此基础上设计了微电网的次级分布式协同控制策略和有限时间次级分布式协同控制策略。只要切换拓扑是联合连通的,并且切换时间足够小,则在所设计的控制器下能够实现微电网电压和频率同步到设定值,同时实现有功功率的均分。
【关键词】：微电网 次级控制 分布式协同控制 反馈线性化 切换拓扑
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外微电网研究现状及分析10-17
• 1.2.1 微电网发展概况10-13
• 1.2.2 微电网控制策略研究现状13-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-19
• 第2章 微电网控制的基础理论19-27
• 2.1 DG间通信表示方法19-21
• 2.1.1 本文主要记号及定义19
• 2.1.2 图论相关知识19-21
• 2.2 系统稳定性相关理论21-23
• 2.2.1 Lyapunov稳定性理论21-22
• 2.2.2 La Salle不变集原理22
• 2.2.3 有限时间稳定性理论22-23
• 2.3 初级控制分析23-26
• 2.3.1 下垂控制理论23-24
• 2.3.2 下垂控制分析24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 基于反馈线性化的次级分布式协同控制27-43
• 3.1 分布式电源的数学模型27-30
• 3.2 基于反馈线性化的次级分布式协同控制算法30-36
• 3.2.1 电压次级分布式协同控制策略30-33
• 3.2.2 频率次级分布式协同控制策略33-36
• 3.3 仿真算例36-42
• 3.3.1 仿真模型建立36-40
• 3.3.2 仿真结果40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 固定拓扑下的分布式协同控制策略43-57
• 4.1 控制有界时的次级分布式协同控制策略43-48
• 4.1.1 控制有界时电压的分布式协同控制策略43-45
• 4.1.2 控制有界时频率的分布式协同控制策略45-48
• 4.2 有限时间次级分布式协同控制48-53
• 4.2.1 电压的有限时间次级分布式协同控制48-50
• 4.2.2 频率的有限时间次级分布式协同控制50-53
• 4.3 仿真算例53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 切换拓扑下的分布式协同控制策略57-68
• 5.1 切换拓扑下次级分布式协同控制策略57-60
• 5.1.1 切换拓扑下电压的次级分布式协同控制57-59
• 5.1.2 切换拓扑下频率的次级分布式协同控制59-60
• 5.2 切换拓扑下有限时间次级分布式协同控制策略60-64
• 5.2.1 切换拓扑下电压有限时间分布式协同控制60-63
• 5.2.2 切换拓扑下频率有限时间分布式协同控制63-64
• 5.3 仿真算例64-67
• 5.4 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文74-76
• 致谢76

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张颖;容展鹏;张宇雄;扈海泽;赵军;韦梦;;基于微电网的电网需求响应研究[J];电力系统保护与控制;2015年21期

2 李瑞生;翟登辉;;光伏DG接入配电网及微电网的过电压自动调节方法研究[J];电力系统保护与控制;2015年22期

3 宁玉宝;郑建勇;夏俪萌;陈志飞;;光伏电站综合出力特性研究与分析[J];太阳能学报;2015年05期

4 温镇;唐昕;许金明;张勇;姚怡心;;不同控制策略影响下光伏发电电能质量特性研究[J];水电能源科学;2015年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 罗军;非线性负载下微网储能装置控制特性研究[D];华北电力大学;2015年

，

本文编号：684101