考虑网络攻击的微电网弹性分布式控制策略

为了提升攻击检测和隔离响应的速度,降低对系统的负荷,提出了一种针对网络攻击的微电网弹性分布式控制策略。首先分析了3种类型的时变网络攻击对对通信链路、局部控制器和主控制器的影响。然后提出了一种弹性分布式控制策略,使得每一个参与者都能及时、迅速地检测和隔离损坏的链路和控制器。在控制策略中引入开关频率随机的非周期间歇控制机制,从而提升微电网系统对连续攻击的鲁棒性。最后通过仿真平台对提出的方法进行验证。结果表明:该分布式控制策略能够在不妨碍微电网正常运行的情况下,及时准确地检测和隔离网络攻击。     

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。     

基于模糊控制的光伏微电网复合储能控制策略优化研究

微电网中复合储能的功率分配问题一直是业内研究的热点,以光伏微电网为应用场景,电源功率波动和负载功率波动在时间上呈现出的非线性特性会对储能系统控制产生影响。针对这一问题,在基于源-荷功率预测的复合储能控制策略上进行优化,利用模糊算法对非线性问题的处理优势,在储能元件功率分配的情况中加入模糊控制器,兼顾考虑储能电池SOC(State of Charge)与微电网功率波动之间的非线性关系,设计微电网预测能量与实际并网能量的差额分配算法,对储能系统有功率参考值进行实时修正,从而达到调节储能系统SOC的效果。实现了在长时间尺度中,实际并网功率能准确跟踪并网调度,储能元件不会产生过充或过放的现象,从而降低了储能元件的损坏率,提高了复合储能系统运行的安全稳定性能,延长了储能系统使用寿命的目的。实验结果表明：与优化前的控制策略相比,在相同工况下优化后的控制策略使蓄电池SOC波动范围缩小15.6%,一直保持在40%～60%之间波动。     

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.     

微电网分布式发电逆变器下垂控制综述

由于环境问题和技术发展,可再生能源得到广泛应用,由其组成的微电网是未来主要发展趋势。本文主要介绍了微电网分布式发电逆变器下垂控制,包括传统P-f和P-V下垂控制及其稳定性,功率均分控制和下垂控制参数相关问题。文中也详细分析了微电网研究中的几个热点问题:功率均分控制、电压频率恢复、阻抗参数识别和通信,并在理论分析的基础上对现有的成果进行归纳总结。     

非线性预测控制及其在微电网中的应用

针对具有异质通信延迟和数据丢失的多智能体非线性系统的输出一致性问题,提出了一种网络化的多智能体预测控制方法.首先,结合输入输出反馈线性化和分布式滚动优化的方法,解决了非线性系统的预测问题.主动通信约束补偿机制的引入,克服了传统控制器仅在最大允许时延情况下实现输出一致性的保守性问题.其次,引入了代理之间的协调和控制成本,...     

微网中分布式储能系统的控制参数优化方法

以系统小信号状态空间方程为基础,针对孤网运行中的分布式储能系统,提出了一种参数优化方法,该方法综合考虑了系统渐近稳定、控制带宽和鲁棒性等因素.根据Routh-Hurwitz和L2增益确定了参数优化的目标函数,并采用混沌粒子群优化(CPSO)算法进行求解,对包含三个分布式储能系统的微电网进行了优化求解算例分析.仿真结果表明:该方法可以解决因不合理参数引起的系统振荡、潮流反向以及储能系统相互充放电的问题;能够很好地解决分布式储能系统下垂控制器的参数整定问题,求解得出的参数能保证分布式储能微网系统的稳定运行和功率的有效分配,同时保持微网频率和电压稳定.     

基于人工免疫算法的微网需求侧响应优化调度

在考虑V2G的需求侧响应的基础上,以电动汽车蓄电池折损系数及从配电网的购电费用为优化目标,构建包含微电网功率平衡约束、可转移负荷约束、V2G约束、储能荷电状态等约束条件的光伏微电网多目标优化模型。采用人工免疫算法对模型进行求解,并利用实际的光伏微电网机构和运行数据,在Matlab平台上进行仿真分析,获得光伏微电网优化调度的多组Pareto最优解集。通过分析选取的典型调度方案,验证优化模型的合理性和有效性。     

一种动态约束优化调度的软件模型

基于静态约束调度及其组件结构,建立了一种动态约束优化调度的软件模型结构,可以适应于调度环境的动态变化。从软件模型上分析,动态约束优化调度的组件包括动态解析器、动态分配器和推理引擎。动态解析器规范了变元和约束条件,动态分配器解决了约束条件的重新分配和冲突,推理引擎实现了快速搜索。实验表明该模型可以满足实际动态逻辑约束问题的求解,并且把传统优化调度的封闭形式扩展为开放状态。     

含蓄电池的孤立微电网系统运行优化研究

针对微电网系统在孤立运行方式下的优化问题,提出了一种含蓄电池的微电网多目标运行优化方法.求解方法分为2步:储能单元运行方式的确定及可控型微电源的优化调度.微电网储能单元的运行方式根据当前调度时刻的负荷需求、可再生能源发电期望、储能单元的荷电状态等因素,采用功率差控制策略对储能单元进行管理.可控型微电源的出力分配,在考虑系统功率平衡、微电源出力限值和爬坡约束等条件下,以经济成本和环境成本为目标,利用改进的遗传算法进行求解.该方法不仅发挥了蓄电池削峰填谷的作用,提高了储能单元的经济价值,而且实现了孤立微电网的经济、环保优化运行.以典型微电网系统的日优化调度为算例,验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于光伏发电量预测的含氢储能微网分段优化调度

针对多储能微网如何高效、经济运行,搭建了基于光伏发电的含氢储能、蓄电池储能的微网系统,采用一种日前预测调度与日内实时调度相结合的分段调度策略。在日前预测调度阶段,采用基于麻雀搜索算法优化支持向量机模型提高对日前的光伏发电量和负荷预测的精度,以微网最小使用成本为目标,考虑系统运行的可靠性,采用改进粒子群算法制定微网的日前最优调度策略。在日内调度阶段,考虑氢储能系统的响应延迟特性,以蓄电池为灵活补充元件,制定实时调整微网运行策略,消除预测误差带来的影响。最后,结合实际算例分析,验证了分段优化调度的可行性。结果表明,提出的方法能够有效预测数据,减少微网调度的响应时间,提高系统运行的经济性和稳定性。     

基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略

针对以风电和波浪能发电为主电源的孤岛型海岛微电网,提出一种基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略。储能元件采用改进的下垂控制实现类似于电力系统一次调频的有差调频,根据其荷电状态及最大充放电功率,动态调整下垂控制运行点以及下垂控制系数,既能将微网频率偏差控制在合理范围内,又能防止电池储能系统过充过放;利用海水淡化负荷的可控性,将频率偏差引入其转速控制环,实现类似于电力系统二次调频的无差调频。在Matlab/Simulink下搭建了孤岛型海岛微电网的仿真模型,并对不同运行场景进行了仿真验证。结果表明,基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略可以有效地分配系统功率差额,维持海岛微电网的频率稳定。     

基于期望场景集性能的微电网鲁棒经济调度

针对孤岛型微电网受可再生能源和负荷不确定性影响的特点,提出基于梯次偏离不确定集的孤岛型微电网鲁棒经济调度算法。根据微电网的结构特点进行建模,利用微电网的不确定集生成梯次偏离的不确定集。在日前计划阶段,以所有场景可行,期望场景集内性能最优优化出微电网的各设备出力,得到日前计划方案。日内调度阶段,保持日前计划调度阶段优选出的储能系统出力,利用新能源以及负荷的实时数据,对微型燃气轮机、新能源弃风弃光、可平移负荷功率的日前阶段优化解进行二次优化调整,提高微电网运行的经济性。结果表明：该方法取得了更优异的控制性能,提高微电网调度的经济性。最终,通过仿真案例验证了该方法的有效性。     

工业微电网分组储能控制策略

工业用户对于微电网的应用有着极大的经济性和可靠性要求。可再生能源发电的不确定性,和储能充放电损耗过高,影响着微电网的经济性;同时,一般的微电网系统并没有备用储能,影响着微电网的可靠性。针对上述问题,提出了一种应用于工业微电网系统的分组储能控制策略。将储能分为三组分别进行优化调度,减少了可再生能源发电不确定性对微电网的影响,降低了储能蓄电池的充放电次数,提高了经济性,同时延长了断电情况下微电网对重要负荷的供电时间,兼顾到了微电网的可靠性。最后基于MATLAB平台进行仿真分析验证了该策略的合理性和有效性。     

基于虚拟阻抗的微电网分布式无功分配策略

交流微电网孤岛运行时,分布式电源因线路阻抗差异的问题,导致传统下垂控制输出无功功率不能合理分配。为此,提出了一种基于自适应虚拟阻抗的分布式无功分配策略。分布式控制中,利用动态一致性算法得到无功信息,构建自适应虚拟阻抗以降低因线路阻抗不同造成的功率耦合,实现各分布式电源输出无功功率按容量比例分配。针对下垂控制输出电压偏差问题,引入电压补偿环节,使得输出电压恢复到额定值。所提策略构建的分布式控制无需进行全局通信,仅通过本地控制器与相邻控制器交换信息,即可得到全局无功信息。最后通过不同的案例分析仿真实验,验证了所提控制策略的有效性。     

Optimal Active Power Dispatching of Microgrid and Distribution Network Based on Model Predictive Control

First, a three-tier coordinated scheduling system consisting of a distribution network dispatch layer, a microgrid centralized control layer, and local control layer in the energy internet is proposed. The multi-time scale optimal scheduling of the microgrid based on Model Predictive Control(MPC) is then studied, and the optimized genetic algorithm and the microgrid multi-time rolling optimization strategy are used to optimize the datahead scheduling phase and the intra-day optimization phase. Next, based on the three-tier coordinated scheduling architecture, the operation loss model of the distribution network is solved using the improved branch current forward-generation method and the genetic algorithm. The optimal scheduling of the distribution network layer is then completed. Finally, the simulation examples are used to compare and verify the validity of the method.     

基于改进鲸鱼算法的并网型微网能量管理

为解决并网型风/光/柴/储微电网的能量管理问题,以经济性和环保性为目标函数,考虑各发电设备安全稳定运行作为约束条件,构建并网型微网容量优化配置模型;采用差分排序和差分变异的优化策略且引入Lévy飞行轨迹的机制来改善标准鲸鱼算法(whale optimization algorthm,WOA)的收敛精度和收敛速度;基于所提的风-光-储-网-柴的调度策略,采用改进鲸鱼算法求解配置模型。挑选某地一年四季4个典型日进行案例分析。结果表明:本文所提出的调度策略和配置模型具有合理性;改进的WOA算法能够有效地解决微网能量管理问题,在全局搜索和寻优能力方面具有优势。     

含有大量感性负荷的海岛微电网黑启动优化策略

在极端自然条件下,容易造成海岛微电网全面崩溃,此时需要进行黑启动使整个系统恢复,但是海岛微电网中含有大量感性负荷会影响黑启动过程.为了提升海岛微电网黑启动的效率,提出一种基于虚拟有功负荷的海岛微电网黑启动优化策略.首先提出黑启动电源启动顺序优化模型,利用熵权法对不同DG的黑启动能力进行评价;然后,提出负荷恢复优化模型,以负荷恢复量最大和负荷恢复重要程度最大作为目标并利用PSO算法进行求解;接着,提出DG与负荷的路径恢复优化模型并利用最小生成树的Prim算法进行求解.另外,还提出虚拟有功负荷构造方法,在黑启动过程中考虑将感性负荷与并联补偿电容一起等效为有功负荷,从而提高黑启动成功率.最后,采用简化的19节点微电网结构进行仿真验证,结果表明,与传统优化的黑启动策略相比,本文方法在黑启动过程中负荷恢复量提高了46.8％,同时考虑了负荷的重要程度,并且,路径恢复总时间减少了8.8％.此外,根据本文中提出的虚拟有功负荷构造方法,仿真结果表明当并联电容提供的无功足够时,在黑启动过程中可以明显减小感性负荷对系统电压造成的影响.     

含旋转电机接口和逆变器接口的微网小信号稳定性分析

提出了一种包含了逆变器接口（voltage source inverter,VSI）、同步电机接口（synchronous generator,SG）的独立微网控制策略,并分析了其小信号稳定性。VSI 接口和 SG 接口的分布式电源均采用下垂控制策略,二者之间无需实时通信,可实现负荷功率共享。建立了系统的小信号状态空间模型,主要包括：同步发电机及其控制器的小信号模型、逆变器及其控制器的小信号模型、电网络及负荷小信号模型。计算了下垂增益变化时的根轨迹,得到了系统主特征值随参数变化的根轨迹,计算了不同状态变量对特征值的参与因子。稳定性分析结果表明：当所有分布式电源采用下垂控制时,引入同步发电机接口的分布式电源,系统频率小信号稳定性大大增强。PSCAD 时域仿真验证了特征值计算的正确性。     

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。