微电网动态重构策略的研究与实现

微电网是分布式可再生能源利用的高级应用形式.为应对可再生能源的随机性、间歇性以及环境的不确定性,寻求有效的微网动态重构策略,对于保障微电网的高效稳定运行具有重要意义.针对微电网的能量管理问题,文中提出了一种基于多智能体系统(Multi-agent System,MAS)的微电网动态重构策略.首先,在分析微电网重构激发条件和重构基本特征的基础上,以经济性最优为目标,建立了微电网动态重构数学模型;然后,基于各分布式电源的自身效益最大化,采用MAS和引入势博弈算法作为核心优化算法,搭建了微电网能量管理系统,通过各智能体的交互协作实现微电网的动态重构,势博弈良好的分布式特性使得微电网拓扑结构与优化算法相互支撑、实现了完全分布式;最后,通过孤岛微电网算例进行了仿真验证,仿真结果表明微电网在保障个体具有充分的自主性和独立决策能力的基础上能够有效进行动态重构,验证了所提方法的有效性.     

智能微电网研究综述

随着人们对能源危机和环境污染问题的关注,智能微电网作为多种清洁能源的载体,得到国家政策的支持,正在快速发展.介绍了智能微电网的发展由来,从分布式发电到微电网,最后到智能微电网.阐述了欧美及我国智能微电网的定义、特征、结构、分类,分析了智能微电网的关键技术:控制、保护、能量管理.结论部分给出了我国智能微电网关键技术未来的发展趋势,为后续研究提供参考.     

基于蓄电池SOC控制的智能微电网能量管理策略研究

设计了一款基于蓄电池SOC的智能微电网能量管理系统,应用于6kW风光储微电网系统,实现对整个微电网系统的保护、测控、模式切换、分布式电源控制、负荷控制、储能管理。通过实验验证了该能量管理策略的可行性。     

智能微电网研究综述

随着人们对能源危机和环境污染问题的关注,智能微电网作为多种清洁能源的载体,得到国家政策的支持,正在快速发展。介绍了智能微电网的发展由来,从分布式发电到微电网,最后到智能微电网。阐述了欧美及我国智能微电网的定义、特征、结构、分类,分析了智能微电网的关键技术:控制、保护、能量管理。结论部分给出了我国智能微电网关键技术未来的发展趋势,为后续研究提供参考。     

含多种分布式能源微电网小区间协调调度方法

针对分布式能源微电网小区间调度中受到调度时延和调度速度的影响,导致能源微电网小区间调度稳定性及协调性较差的问题,提出含多种分布式能源的微电网小区间协调调度方法。建立分布式能源微电网小区间调度的信道拓扑结构,得到微电网的混合拓扑结构模型;基于有功功率变化特征分析方法构建微电网协调调度能量自适应控制模型,完成微电网能量交换控制。在此基础上根据微电网频率和电压等参量进行协调调度,建立微电网小区间协调调度模型,通过电网转动惯量特征分析建立其控制结构模型,采用虚拟同步电机控制微电网负载,完成微电网小区间协调调度。仿真结果表明,采用该方法进行含多种分布式能源微电网小区间调度的协调性较好,控制稳定性较强。     

基于IEC 61850的微电网能量管理系统的设计与应用

随着近几年社会经济对能源需求量的增大,对环境保护意识的增强,分布式新型能源发展较为迅猛。由于标准不统一,不同厂商生产的设备间无法互联,造成能量管理混乱。针对这一问题,该文提出一种基于IEC 61850标准的微电网能量管理系统可行性设计方案。该设计方案采用三层网络通信体系,构建统一IEC 61850模型,实现对分布式电源、储能、负荷及开关设备进行管理监控。运行表明,该方案设计合理、安全、可靠,实现了对微电网的管理效率和水平的提高。     

基于多智能体系统的微电网安稳控制策略

随着新能源渗透率不断提高,微电网在分布式能源(distributed energy resources, DERs)运行控制中的作用日益凸显,但分布式能源的接入会给微电网的运行带来扰动。为此,本文提出了一种基于多智能体系统 (multi-agent system,MAS) 的两级分散协调控制方案来保证微电网的高安全性和稳定性。上层智能体基于Petri网(petri-net, PN),针对各类能源的不同工作模式,构建DERs的PN模型,并以PN模型设计协调逻辑控制指令集,通过网格自适应直接搜索过滤算法 (mesh adaptive direct search filter algorithm, MADSFA) 选择最佳的协调逻辑控制指令。下层智能体负责局部连续控制,针对不同功率特性DERs的逆变器,分别采用不同的下垂控制策略。为保证暂稳态下微电网的稳定性,在逆变器和下垂控制器之间增设预设性能控制器,以确保逆变器的输出功率误差无论是在暂态还是稳态的情况下均能稳定在预设误差范围以内。同时为提高微电网系统的稳定性,两层之间的交互采用主从和无固定主从相结合的通信模式,这种交互机制提高了MAS在系统的实时监控过程中的时效性和灵活性。最后,仿真结果验证了基于MAS两级分散协调控制策略的有效性。     

微电网主从控制建模仿真

考虑到微电网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计.基于下垂特性的Droop控制可实现负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,而电压/频率(V/f)控制和Droop控制均可在微电网孤岛运行时为微电网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制.根据不同电源特性针对性地采用不同控制技术组合,并对微电网孤岛运行模式和并网运行模式之间切换的运行特性进行分析,获得了微电网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f以及PQ-Droop综合控制策略的正确性和有效性.     

交直流混合微电网运行控制技术

微电网为分布式能源的充分利用和发展提供了很好的平台,相比单一的直流（direct current,DC）微电网、交流（alternating current,AC）微电网,交直流（alterating and direct current,AC/DC）混合微电网兼具两者的优点,其运行控制技术受到广泛的关注。首先阐述了交流微电网、直流微电网、交直流混合微电网的典型结构与主要特征;并重点基于交直流混合微电网分层控制理念,从设备控制层、协调控制层以及能量管理层三方面的研究现状进行综述;最后结合能源互联网和智能电网的发展,探讨了交直流混合微电网的未来发展趋势。     

智能微电网在河西地区的示范运营

介绍了智能微电网示范工程项目的光伏发电系统、智能配电系统、智能监控系统和储能系统的组成和结构,微电网的并/离网切换模式及运行情况。通过试运行观察和检测,表明本智能微电网即可并网运行,又可离网运行,体现分布式光伏电源、储能系统、电网之间协调运行,凸显智能微电网能量优化调度控制功能。本项目的示范运营,为智能微电网的发展提供工程依据和技术参考,促进智能微电网在河西地区的发展和广泛应用。     

基于多智能体系统的分布式数字农业管理平台构建

在探讨数字农业发展现状和趋势的基础上,引入了智能体(Agent)技术,阐述了Agent和多智能体系统(Multi-Agent systern,MAS)的概念和原型,为解决分布式农业管理系统提供了有效的方法;同时,提出了基于MAS的数字农业管理平台框架,该框架通过智能体之间的协同达到整体优化管理的目的,不设管理中心,将传统的集中式管理转变为分布式管理,为多智能体技术应用与数字农业开辟了一条切实可行的解决方案.目前,基于此方案建设的平台试运行稳定,系统达到了设计目标.     

基于Tent映射NSGA-II算法的微电网多目标优化方法

为提高微电网运行的经济性、降低网络中的碳排放量和有功功率损耗,文中提出一种基于Tent混沌映射NSGA-II算法的微电网能量优化管理方法。该方法采用双层能量优化管理：上层采用模糊管理系统确定微电网运行模式,下层采用改进NSGA-II算法对能量进行优化管理。首先在多约束条件下,建立以微电网运行经济性、网络中碳排放量和有功功率损耗为目标函数的多目标优化数学模型。其次在多目标优化数学模型求解过程中,引入Tent混沌映射方法来增加NSGA-II算法的种群多样性,以提高算法的全局搜索能力,同时利用隶属度函数确定微电网能量优化管理策略。最后运用欧洲一典型微电网作为算例,验证所提出的能量管理方法、容量配置优化模型以及改进NSGA-II算法的合理性和有效性。仿真结果表明：改进NSGA-II算法具有良好的优化效果,使得微电网运行的经济性得到了显著提升,较传统算法提高了14.55%;碳排放量有所降低,较传统算法减小了3.10%,可实现对微电网多目标的优化。     

分布式能源微电网调峰控制方法研究

为了提高分布式能源微电网调峰控制能力,提出基于节点电压幅值调制的分布式能源微电网调峰控制方法。获取电流分布集,得到收敛值,计算出不同调度模式下的稳态电压,得到分布式能源微电网调峰参数,计算分布式能源微电网调峰参数融合结果,构建分布式能源微电网调峰控制模型结合节点电压幅值调制方法,实现分布式能源微电网调峰控制。仿真结果表明,采用该方法进行分布式能源微电网调峰控制的稳定性较好,提高了能源微电网的输出稳定性,并且方法的负荷跟踪能力较强,验证了所提方法的较好实用性。     

基于混合储能的微电网建模与仿真

微电网的建模仿真中,分布式电源种类多种多样且输出特性各异,由传统的简易微电源模型所构成的微电网平台很难对现今微电网的研究进行仿真.针对以上情况,搭建了包含分布式电源为光伏并网逆变器,PCS1(带超级电容器)以及PCS2(带蓄电池)的微电网系统并对其工作过程进行了仿真,为进一步研究微电网提供了良好的仿真平台.     

基于BIPV的微电网控制系统技术研究

随着电力电子设备的发展,越来越多的分布式发电方式能更加方便的接入电网,而且分布式发电除能提供电力外还能减少对环境的污染而备受关注,但是分布式发电受外界环境因素的影响,存在着发电功率随机性强以及波动性大等问题,而结合了储能的微电网使分布式电源的接入成为可能。文章首先对微电网进行概述,其次对微电网特性进行分析,最后分析研究微电网系统控制技术。     

含混合储能的微网孤网运行能量管理策略

提出孤网条件下针对风光储微电网的能量管理策略。在分析微电网能量管理结构功能基础上,结合发电管理和需求侧管理,重点介绍锂电池和超级电容器协调运行模式,即锂电池根据新能源发电预测和负荷预测结果平滑系统输出;超级电容器负责短期调整,兼顾实时功率平衡和频率控制。仿真结果表明:该策略能够优化电池寿命,平衡系统功率,稳定微电网运行的目的。     

含V/f控制IIDG的独立运行微电网故障特性分析

独立运行微电网的故障特性与并网运行时有很大不同,微电网中大部分微电源为IIDG,其故障特性受分布式电源的控制方式影响,因而需要对含V/f控制IIDG的独立运行微电网故障特性进行分析.先分析了V/f控制和PQ控制两种控制策略,然后分析了仅含V/f控制IIDG的独立运行微电网与同时含V/f和PQ控制IIDG的独立运行微电网的输出电流和并网电压故障特性,最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上搭建微电网仿真模型进算例验证.     

微电网构成及控制技术

微电网是充分发挥分布式电源众多优越性的有效途径之一。该文首先给出微电网典型辐射状结构,并对微电网构成元件分布式电源、储能装置、静态开关和电力电子器件进行详细介绍;其次对微电网控制策略进行分类,并阐述了集中控制、分散控制和混合控制各种方法的特点;最后对微电网重要意义进行总结。     

微电网规划仿真系统开发与应用

为解决微电网示范工程的规划设计问题,研究并开发了一套基于Matlab的微电网容量规划与运行仿真系统。区别于传统仿真软件的实现方式,该系统可支持微电网多种应用策略下的环境编程,实现原始数据分析、分布式电源容量配置、储能系统规划、系统运行仿真等功能,并具有较高的应用适应性和仿真结果精度。在西藏尼玛微电网项目中的应用结果表明,该微电网规划仿真系统可以模拟微电网实际运行效果,为微电网在前期规划阶段针对分布式电源容量的经济性规划提供有益的参考。     

基于电压源逆变器的微电网控制策略

微电网技术能够解决分布式能源的大规模接入问题,需要解决的关键问题是如何实现多个分布式电源的协调控制;文章采用下垂控制与倒下垂控制相结合的综合控制策略,使微电网在无通信线路情况下实现并网和孤立运行2种模式的无缝切换,该控制方式提高了系统的稳定性和可靠性,实现了分布式电源的控制,最后通过Matlab/simulink验证了低压微电网系统采用该控制策略的可行性.