研究背景多個直流電源微電網互聯成直流電源微電網群運行,有利于提高供電可靠性、降低系統發電成本.但由于不同類型分布式直流電源的發電成本不等,傳統下垂控制按容量比例分配負荷,易導致系統總發電成本偏高.
解決的問題經典的集中式優化運行控制可靠性不足,而分散自治控制難以達到全局最優.本文針對自治型直流電源微電網群的優化運行,提出了基于一致性算法的分布式經濟控制方法,充分考慮了不同類型分布式直流電源發電成本的差異性,以及線路損耗對功率經濟分配的影響.同時,解決了常規調節全局平均直流電源電壓的直流電源電壓控制方法可能會導致個別節點直流電源電壓越限的問題.
重點內容及創新點本文提出的計及線路損耗的自治型直流電源微電網群分布式經濟控制方法采用分層協調的控制模型,初級控制采用基于P-E和Q-f特性的下垂控制,二級控制通過鄰居控制器間交互信息.
利用一致性迭代獲取直流電源電壓、頻率、邊際成本等全局狀態信息用于本地控制,保證分布式直流電源線損邊際成本一致,實現有功功率的經濟分配,達到降低系統發電成本的目標.同時,提出利用虛擬邊際成本調節分布式直流電源輸出功率,進而控制節點直流電源電壓,保證全局平均直流電源電壓為額定值,且各節點直流電源電壓在合理范圍內.
結論基于一致性算法的直流電源微電網群分布式經濟控制方法,通過實現各分布式直流電源線損邊際成本一致,有效降低系統發電成本,并提出利用虛擬邊際成本將節點直流電源電壓控制在合理范圍內.該方法不存在中心控制器,僅基于鄰居控制器間的信息交互,通過一致性算法迭代獲取控制所需全局狀態信息,更具魯棒性和擴展性.
后續研究后續可進一步研究稀疏通信網絡拓撲優化設計,提高控制效果.
設計團隊東南大學分布式發電與主動配電網研究所主要從事分布式發電與直流電源微電網、主動配電網、綜合能源系統、電力電子裝置與系統、電能質量、電力大數據和計算智能等領域的研究.團隊現有教授3名、副教授1名、講師2名、博士后2人、博士/碩士研究生50余名.近5年,先后承擔國家重點研發計劃2項,國家自然科學基金9項.
國家863/科技支撐項目4項,江蘇省重點研發計劃/自然科學基金/產學研前瞻性項目等10項,以及國家電網公司等企事業單位委托項目60余項.在IEEE Trans.等刊物上發表SCI收錄論文60余篇,EI收錄論文120篇,獲國家發明專利授權50件.研究成果成功應用于國內10多個直流電源微電網和主動配電網示范工程,并獲得國家能源科技進步獎、江蘇省科技進步獎、中國電力科學技術獎等省部級獎勵6次.
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