微电网中微源的能量管理及分散控制研究

由于区域互联、电力工业重组以及对电力需求的不断增加，现代电力系统已成为越来越复杂的广域大系统。近年来发生的世界上多起大面积的停电事故暴露出了大电网的弊端。尤其是电力用户对供电的安全性和可靠性的要求越来越高，使得大电网无法满足这些要求。因此，分布式发电以其对环境污染少，可靠性高，能源利用率高，安装地点灵活等特点，得到了广泛的应用。为了充分发挥分布式发电的优势，在分布式发电领域产生了“微电网”的概念。在微电网的研究中，控制、优化和保护等问题一直是研究的热点。本文采用微电网的分层控制方案，包括上层能量管理优化控制和下层微源逆变接口的分散控制。对于上层能量管理优化控制，构建了以运行经济效益最大化和污染排放最小化的综合目标函数，并通过二次罚函数法使有约束优化变为无约束优化问题，采用改进的粒子群优化算法，确定各分布式发电单元的最优功率分派，使微电网运行状态达到整体最优。针对下层微源逆变接口的分散控制，首先建立了单相并网微电网系统状态空间数学模型，设计了参数不确定性的鲁棒H∞状态反馈控制器，给出系统稳定及控制器存在的充分条件。并将该控制问题转换为线性矩阵不等式的凸优化问题，通过MATLAB工具箱可求出控制器参数和最小H∞性能指标，最终实现并网控制。最后对微电网并网模型和上层优化控制进行了仿真验证其有效性。