不确定性环境下的智能微网建模及稳定性分析

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:linxl151
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全球范围内的能源危机与环境污染问题不断加剧,迫使人们寻找更绿色清洁的能源来代替传统能源发电。可再生能源发电具有发电成本低、绿色环保等优点,因此受到人们的青睐。在此背景下,以风电、光伏等供电为主的智能微网系统也凭借自身可靠性、灵活性等诸多优势发展为电力系统领域的重要研究方向。但风电、光伏等可再生能源发电受环境因素的影响,具有波动性和间歇性等不确定的特点,因此它们的接入给智能微网的运行规划带来了新的挑战。本文以智能微网作为研究对象,对其控制及系统稳定性进行了研究,主要内容如下:首先,本文以智能微网在国内外的研究现状为出发点,分析研究有关智能微网技术的发展趋势及存在的主要问题,针对分布式发电系统的特点,给出了并离网光伏发电系统其拓扑结构,建立了其核心器件光伏电池与风能双馈感应发电机的相关数学模型,进一步分析了光伏和风力发电的不确定性对系统带来的影响。其次,本文给出一种简单有效的控制策略来控制具有不确定性的智能微网系统。基于包含有不确定性的智能微网系统模型,利用卡尔曼滤波算法来求解离散代数Riccati方程,同步递归估计系统的状态向量,实现包含不确定性智能微网系统的协调控制,改善了系统不确定性带来的影响,从而使微网系统具备良好的性能且实现了负载扰动抑制。最后通过由Matlab/Simulink软件建立的仿真模型验证了该控制器的有效性。接着,分析了同时包含系统不确定性和网络丢包的智能微网系统的稳定性问题,在这部分主要是将整个智能微网系统控制过程和网络丢包行为建模为一个混合的NCSS(Network control smartgrid system),给出NCSS闭环系统的整体框架结构,将网络传输过程中的数据丢包建模为随机过程,采用独立的伯努利过程来模拟丢包状态,从而分析包含网络因素的NCSS闭环系统的稳定性,通过Matlab/Simulink软件搭建的仿真模型验证了所提出方法的有效性和适用性。最后,针对本文所做的工作内容给出相应的总结并对未来相关的研究方向作出相应展望。
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