【摘 要】
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发展可再生能源分布式发电技术,以减少化石能源的燃烧发电,是降低碳排放的主要途径。微电网可以有效利用分布较为分散的可再生能源,其作为可再生能源的分布式电源与配电网连接的可靠方式,得到了大力的研究和发展。微电网存在并网运行和孤岛运行两种模式。在并网模式下,微电网直接接入大电网,受到大电网的直接控制;而在孤岛模式下,失去了大电网的直接支撑,由于分布式电源的大量接入和可再生能源自身的间歇性会极大影响微电网
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发展可再生能源分布式发电技术,以减少化石能源的燃烧发电,是降低碳排放的主要途径。微电网可以有效利用分布较为分散的可再生能源,其作为可再生能源的分布式电源与配电网连接的可靠方式,得到了大力的研究和发展。微电网存在并网运行和孤岛运行两种模式。在并网模式下,微电网直接接入大电网,受到大电网的直接控制;而在孤岛模式下,失去了大电网的直接支撑,由于分布式电源的大量接入和可再生能源自身的间歇性会极大影响微电网的稳定,因而需要采取适当的控制策略来自行控制频率和电压的稳定,以保证系统的电能质量。分层控制思想已经成为孤岛微电网的整体控制基础,为了解决一次控制层中下垂控制导致的频率和电压的偏差,需要在二次控制环节使频率和电压恢复到额定值。然而,针对传统的通信方式依赖于连续的周期通信,使得系统通信负担较重,不符合孤岛微电网实际运行情况。在本文中,采用了基于事件触发一致性算法的二次控制。通过减少数据的采样次数,以实现节约通信资源,有效地实现频率、电压的恢复控制和有功功率的原比例共享。论文首先介绍了微电网的组网方式和分层控制中各层级的功能属性与作用。通过将集中式与分布式控制结构的优缺点进行对比分析,突出了选择分层分布式控制策略作为微电网整体控制策略的优势。在微电网分层控制的一次控制中,详细介绍了一次控制中的整体控制架构。重点分析了下垂控制原理、一次控制中各环节的模型设计和分布式电源基于下垂控制的输出功率分配。其次在采用分布式结构的孤岛微电网的二次控制中,需要依赖分布式电源之间的通信网络。将每个分布式电源可以看成一个智能体,则微电网系统就是一个多智能体系统,把多智能体理论引入到孤岛微电网控制中。详细介绍了多智能体分布式一致性算法,同时考虑到孤岛微电网实际运行过程中通信网络的局限性,在此算法基础上提出基于事件触发的一致性算法。利用Lyapunov证明了事件触发一致性算法在多智能体系统下的全局稳定性。通过事件触发一致性与一致性算法的仿真对比分析,验证了多智能体在达到平均一致性的同时,大大减少了智能体间的通信次数,说明了事件触发一致性算法的优越性。最后把所提的事件触发一致性算法应用到孤岛微电网二次控制中,在MATLAB/Simulink中构建了一个孤岛微电网仿真系统,并将事件触发一致性与一致性仿真结果进行对比分析。仿真结果表明在所提算法的控制下,分布式电源仅依靠稀疏触发通信就能够实现频率和电压恢复至额定值,并保持有功功率的比例分配,进一步说明了事件触发一致性算法的有效性。
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