分布式经济模型预测控制及其在微电网中的应用

发布时间：2023-04-07 03:42

　　面对化石能源枯竭与气候环境危机等难题,大力发展新能源已成为国际社会的广泛共识。随着新能源在我国能源结构中的比例日益增加,我国电力工业正面临着能源领域的转型。新能源微电网能够有效协同控制风、光、储等多种分布式电源,近年来已成为我国电力发展的重要趋势,微电网的控制策略也成为研究的焦点。由于微电网发电系统中的子系统分布较为分散,子系统之间需要通信交流,因此对微电网采用分布式结构进行控制。分布式结构能够有效降低计算量,还能够提高控制系统的灵活性和可靠性,降低机组切入切出对系统的影响,具有较高的故障容错能力。为了有效提高系统的经济性,采取了分布式经济模型预测控制策略,将系统的经济优化与过程控制结合在一起,实现了动态经济性优化。微电网中系统的经济目标主要包括降低风机机械负荷以及抑制蓄电池电量波动,每个子系统都采用全局目标函数,将发电量满足负荷需求这一控制目标作为耦合约束。对于本文所提出的包含经济性能指标和约束违反惩罚的加权求和多目标优化问题,通过改变权重系数得到帕累托前沿,由此能够通过选取不同的权重系数取得目标函数的合理折中。为了降低通信网络中的数据量,减小计算负担,采用基于纳什最优的方法迭代求解...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 分布式经济模型预测控制研究发展与现状
        1.2.1 模型预测控制研究发展与现状
        1.2.2 经济模型预测控制研究发展与现状
        1.2.3 分布式经济模型预测控制研究发展与现状
    1.3 微电网发电系统的模型预测控制策略研究现状
    1.4 论文的主要研究内容和结构安排
第2章 分布式经济模型预测控制理论基础
    2.1 模型预测控制原理
    2.2 模型预测控制结构
        2.2.1 集中式预测控制
        2.2.2 分散式预测控制
        2.2.3 分布式预测控制
    2.3 分布式经济模型预测控制原理
    2.4 本章小结
第3章 微电网发电系统理论基础及建模
    3.1 微电网发电系统的组成
    3.2 风力发电系统
        3.2.1 风力发电原理
        3.2.2 风力发电系统模型
    3.3 光伏发电系统
        3.3.1 光伏发电原理
        3.3.2 光伏发电系统模型
    3.4 蓄电池储能系统
        3.4.1 蓄电池储能系统模型
        3.4.2 母线电压的计算
    3.5 微电网发电系统的数学模型
        3.5.1 微电网发电系统的非线性模型
        3.5.2 离散化模型
    3.6 本章小结
第4章 分布式经济模型预测控制器设计
    4.1 控制任务
        4.1.1 耦合关系和约束处理
        4.1.2 目标函数设计
    4.2 传统双层模型预测控制
    4.3 分布式经济模型预测控制器设计
        4.3.1 集中式经济模型预测控制
        4.3.2 分布式经济模型预测控制
        4.3.3 帕累托最优解
    4.4 控制量求解算法
        4.4.1 纳什最优
        4.4.2 算法小结
    4.5 本章小结
第5章 仿真实验研究
    5.0 引言
    5.1 对比仿真
        5.1.1 气象条件阶跃变化时的仿真
        5.1.2 气象条件剧烈变化时的仿真
    5.2 含多台风机的微电网仿真
        5.2.1 正常气象条件下的仿真
        5.2.2 外界条件剧烈变化时的仿真
    5.3 某台风机切入切出时的仿真
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3785016