基于模糊和多智能体协同一致性的孤岛微电网分层控制研究

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微电网是分布式电源(Distributed Generator,DG)的一种有效的组织形式,与此同时孤岛微电网的运行控制系统存在诸多挑战,是本文的研究方向。微电网使用下垂控制策略可以实现无需通信互联的多分布式电源并联运行,因此其控制结构相对简单,运行可靠性也较高,被广泛应用于微电网分层控制系统中的第一层。但在孤岛微电网中,传统的下垂控制大多是基于感性的线路阻抗,而影响孤岛微电网稳定性的一个主要因素是在相同容量的逆变型分布式电源之间的等效线路阻抗不一致,产生了无功功率解耦的相关问题,因而不能使无功功率实现精确分配。为了改进孤岛微电网中传统下垂控制无法实现无功解耦的问题,本文采用分层控制策略对系统进行控制。在一次控制系统中,本文基于以往研究给出了一种基于改进粒子群算法与模糊PID控制相结合的自适应虚拟阻抗的控制策略。其中改进粒子群算法起对模糊PID参数进行优化的作用,避免了需要对PID参数进行复杂的人为整定。通过所提出的新型自适应虚拟阻抗策略有效克服了实际环境中线路等效阻抗不一致导致的无功功率无法均分的问题,且具有更好动态性能。最后通过MATLAB/Simulink平台进行仿真。与此同时,以上方法虽然可以实现无功功率解耦,但由于线路阻抗不一致现象依旧客观存在,且在一次控制中所使用的改进自适应虚拟阻抗的影响,系统中仍然存在电压和频率偏离额定值的缺点。为解决上述问题本文在基于改进自适应虚拟阻抗的孤岛微电网一次控制基础上,增添采用基于多智能体系统的分布式协同一致性二次控制,通过使用基于分布式协同一致性算法的动态方程来计算电压频率的偏差值,在计算偏差值时使用平均值代替瞬时值,之后把偏差值传入PI控制器得到电压频率补偿值,实现电压和频率的补偿,并且使用李雅普诺夫函数证明动态方程稳定性。最后通过MATLAB/Simulink平台进行仿真验证。
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