什么是微电网分布式控制?


开发利用可再生能源有助于解决当前面临的能源和环境双重危机,是推动能源革命和实现能源可持续发展的重要技术之一。然而大规模可再生分布式电源直接并网使电网的稳定性面临新的挑战:一方面,风光等间歇性新能源的输出功率具有波动性和随机性,简单并网将对用户造成功率冲击;另一方面,分布式电源的接入改变了电网单向潮流的格局,使传统电网的运行模式难以适应新的控制需求。

 

分布式控制是以一致性协同理论为基础,各分布式电源通过与相邻分布式电源进行信息交互并调整状态,最终所有状态趋于一致,从而实现全局协同控制。根据有无预设控制目标可分为分布式平均一致性控制和分布式牵制一致性控制,分布式平均一致性控制实现无中央控制器的控制决策本地类全局优化,适应微电网控制对可靠性、实时性和扩展性的更高要求;分布式牵制一致性控制,通过选择性地对部分分布式电源施加牵制控制,其他分布式电源基于通信耦合关联向牵制分布式电源搜寻同步,最终全局达到预设目标值。

 

分布式控制结构和分布式控制器参数优化是分布式控制策略优化的两个重要部分。分布式控制结构优化(稀疏通信拓扑优化)以提高动态收敛性和通信延时裕度、提升协同性能、降低链路数目为目标,优化拓扑较普通拓扑可显著提高微电网控制的动态性能和延时鲁棒性。分布式控制器参数优化分别基于线性二次调节法和临界特征根跟踪法设计控制器参数,提升动态收敛的一致性,并对其在微电网分布式控制策略应用中的实际指导意义进行分析。

 

分布式智能控制策略将智能控制方法引入常规一致性控制策略,以提高系统动态性能为目的在理论算法和实施方式上展开进一步的研究和探索。分布式预测一致性控制,通过对未来时间断面的微电网运行状况进行预测,优化控制决策,避免控制量过控、误控或欠控等问题。

 

在分布式一致性控制中加入辅助预测项,提出了基于辅助预测项的分布式线性预测控制,通过可调参数预测项提高控制过程的收敛速度和不同控制周期的鲁棒性;针对分布式预测一致性中未考虑逆变器的非线性动态特性,进一步提出了基于输入输出反馈线性化的分布式非线性预测控制。

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