基于多種控制方式的微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性分析與控制參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、隨著人類社會的高速發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源暴露出的局限性越發(fā)突出，無污染且取之不盡的新能源成為了必然選擇。微電網(wǎng)作為新能源的有效利用形式，目前已經(jīng)得到了世界各國的廣泛關(guān)注。而微電網(wǎng)中的電源均是采用電力電子接口并入母線，因此慣性較小，在遭受擾動時容易發(fā)生振蕩失穩(wěn)，因此其小信號穩(wěn)定性與以改善小信號穩(wěn)定性為目的的參數(shù)優(yōu)化方案成為了重要的研究方向，然而目前的研究在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上集中于單機(jī)無窮大系統(tǒng)與含有兩臺以內(nèi)分布式電源的簡化交流微電網(wǎng)系統(tǒng)，過于簡化的系

2、統(tǒng)可能會遺漏一些重要的系統(tǒng)特征值信息，并進(jìn)而影響參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確性;對于控制方式則集中于下垂控制，然而下垂控制有著其自身的局限性，下垂以外的控制方式也有著很大的應(yīng)用價值。針對此問題，本文對多種控制方式下含有多種類分布式電源的微電網(wǎng)進(jìn)行了小信號穩(wěn)定性分析與控制參數(shù)優(yōu)化研究，主要工作如下:
　　1、總結(jié)了目前針對微電網(wǎng)的各種控制策略，包括交流微電網(wǎng)與交直流混合微電網(wǎng)的分散控制與分布式控制，分析了各種控制策略的原理、優(yōu)缺點與適用場合。介紹

3、了小信號穩(wěn)定性分析的數(shù)學(xué)原理，并指出了微電網(wǎng)系統(tǒng)中的特征值與參與因子的物理意義與控制參數(shù)優(yōu)化方法。
　　2、搭建了包含儲能主電源、儲能從電源和光伏發(fā)電系統(tǒng)的基于單主從控制的交流微電網(wǎng)系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，通過Maple軟件編程計算了系統(tǒng)的特征值，解決了復(fù)雜高階系統(tǒng)手工計算繁雜且容易出錯的難題，并在附錄中給出了對應(yīng)的程序;在計算出特征值的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性，找出了系統(tǒng)中容易發(fā)生失穩(wěn)的薄弱部位，通過根軌跡分

4、析，給出了解決方案，并優(yōu)化了系統(tǒng)的控制參數(shù)。利用Maple軟件進(jìn)行了時域仿真，驗證了參數(shù)優(yōu)化的效果。
　　3、針對傳統(tǒng)多主從控制系統(tǒng)中容易在主電源之間產(chǎn)生環(huán)流的問題，提出了一種基于功率均分和平均一致性算法的環(huán)流抑制控制策略，建立了包含四臺主電源與一臺從電源的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)分析了通信延時對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響，并提出了基于根軌跡法與粒子群算法的控制參數(shù)綜合優(yōu)化方案，對系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行了協(xié)調(diào)優(yōu)化，最后利用時域仿真驗證了控制策略