【摘要】：由于線路阻抗分布不均,基于下垂控制的孤島型微電網(wǎng)需要引入二次調(diào)節(jié)手段以實(shí)現(xiàn)電壓及功率的優(yōu)化控制。傳統(tǒng)的二次調(diào)節(jié)常通過(guò)微電網(wǎng)中心控制器(MGCC)實(shí)現(xiàn),但由于存在中心節(jié)點(diǎn),系統(tǒng)的可靠性及可擴(kuò)展性差。本文提出了一種基于對(duì)等稀疏網(wǎng)絡(luò)的分布式二次調(diào)節(jié)策略,該策略利用離散一致性算法,僅通過(guò)與鄰居節(jié)點(diǎn)間的有限通信實(shí)現(xiàn)分布式單元功率均分及系統(tǒng)平均電壓的調(diào)節(jié)。由于控制節(jié)點(diǎn)間完全對(duì)等,不存在中心控制器,增加了控制的可靠性及靈活性。利用Matlab/Simulink搭建孤島型微電網(wǎng),在JADE平臺(tái)上開(kāi)發(fā)分布式二次調(diào)節(jié)策略,聯(lián)合仿真所提策略的有效性,并與已有集中式、自治式策略進(jìn)行對(duì)比。詳細(xì)分析通信延時(shí)對(duì)策略的影響,對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,根據(jù)延時(shí)的抗干擾能力選擇最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【圖文】：

尚缺乏實(shí)際應(yīng)用的支撐。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，提出一種分布式二次優(yōu)化調(diào)節(jié)策略以解決線路阻抗帶來(lái)的功率分配不均及電壓下跌問(wèn)題。該策略在原有下垂控制的基礎(chǔ)上增加無(wú)中心節(jié)點(diǎn)的對(duì)等稀疏網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)二次調(diào)節(jié)。本文首先分析線路阻抗對(duì)下垂控制的影響，其次闡述所提的分布式二次控制策略，仿真分析說(shuō)明了策略的有效性及網(wǎng)絡(luò)延時(shí)對(duì)控制性能的影響。最后，根據(jù)不同目標(biāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，針對(duì)延時(shí)的抗干擾能力選擇最優(yōu)拓?fù)洹?線路阻抗對(duì)下垂控制的影響基于下垂控制的低壓交流微電網(wǎng)等效模型如圖1所示。圖1交流微電網(wǎng)等效模型Fig.1EquivalentmodelofACmicrogrid在上述微電網(wǎng)中，各分布式發(fā)電單元的輸出電壓及相位分別為Es、δs，發(fā)電單元至母線Bs間的線路阻抗為Zs，母線Bs至負(fù)荷中心的線路阻抗為L(zhǎng)sZ（s=1,2）。假設(shè)線路阻抗呈電阻性，即sZ≈Rs，負(fù)荷中心電壓為V∠0°，母線電壓為Vs∠s，則各發(fā)電單元有功及無(wú)功功率可以近似表示為2()sssssssssssEEVPREVQRδ≈≈（1）另一方面，阻性網(wǎng)絡(luò)通常采用P-V及Q-f下垂控制，表述為

只餑誒肷⒁?致性算法的分布式二次優(yōu)化調(diào)節(jié)策略，僅通過(guò)相鄰發(fā)電單元間有功功率信息的交互動(dòng)態(tài)尋找目標(biāo)下垂系數(shù)，實(shí)現(xiàn)有功功率的均勻分配及電壓調(diào)節(jié)。2分布式二次優(yōu)化調(diào)節(jié)策略分布式多代理系統(tǒng)（DistributedMulti-AgentSystem，DMAS）是實(shí)施分布式算法的有效途徑。本文所提的二次優(yōu)化策略將通過(guò)DMAS架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。為此，給每臺(tái)發(fā)電單元的控制器分配Agent（為了便于敘述，，下面由Agenti代表為發(fā)電單元控制器i配備的代理），Agent之間通過(guò)分布式稀疏網(wǎng)絡(luò)相連，Agent完成鄰居信息的交互及二次策略的實(shí)施�？傮w的控制架構(gòu)如圖2所示。圖2基于DMAS的孤島微電網(wǎng)控制架構(gòu)Fig.2DMASbasedcontrolframeworkformicrogrid發(fā)電單元控制器采用P-V及Q-f下垂控制策略，下垂控制根據(jù)下垂系數(shù)的大小進(jìn)行功率分配，內(nèi)環(huán)為電壓、電流雙閉環(huán)控制方式，如圖3所示，其中電流環(huán)反饋采用濾波電容電流。本文所提的基于離散一致性算法的分布式二次調(diào)節(jié)策略分為功率均分策略及電壓調(diào)節(jié)策略兩部分。二次調(diào)節(jié)策略由Agent執(zhí)行，本地Agent根據(jù)鄰居Agent的信息計(jì)算新的下垂系數(shù)ke及電壓補(bǔ)償量δV，并下發(fā)至對(duì)應(yīng)控制器，同時(shí)接收控制器功率及電壓信息，并傳送至鄰居Agent。圖3底層下垂控制策略Fig.3DroopbasedcontrolstrategyforDG2.1功率分配策略為了使整個(gè)系統(tǒng)有序運(yùn)行，各Agent中設(shè)置時(shí)鐘，在時(shí)鐘周期驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行功率采集及信息的交互，并更新ke。令時(shí)鐘周期為T(mén)s，t=t0+kTs，為了敘述方便，簡(jiǎn)稱t=k。當(dāng)t=k時(shí)，Agenti首先采集自身的輸出功率Pi[k]，并計(jì)算k時(shí)刻的功率標(biāo)幺值為*b[][]1,2,,iiiPkPkinP=
【作者單位】： 東南大學(xué)電氣工程學(xué)院;西門(mén)子電力自動(dòng)化有限公司;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51177015) 江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(BE2015012-1) 新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET-13-0129) 國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目(SGTYHT/14-JS-188)項(xiàng)目資助
【分類(lèi)號(hào)】：TM727;TM73

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