基于模糊预测控制VSG和事件触发通信的微电网分层控制

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微电网孤岛运行的稳定性是发挥分布式发电优势的重要保障,为此本文先建立了微电网分层控制的架构,详细分析了每层控制的经典模型与其在微电网系统中发挥的作用。得出传统下垂控制的局限性,其产生的误差安排在二次控制中进行补偿。还针对电压控制和无功功率分配这两者之间存在的固有冲突进行了分析,避免了控制目的选择上的误区。当负载发生扰动变化时,如果VSG(Virtual Synchronous Generator,VSG)中的转动惯量和阻尼系数保持不变,频率波动的抑制能力将非常有限。为此,提出了一种基于模糊控制和模型预测控制结合的虚拟同步发电机控制方案,用于微电网频率调节。通过模糊控制器在线调整VSG的转动惯量和阻尼系数,从而充分利用摇摆方程的调节能力,并使用最大功率控制方法匹配了VSG的最优额定功率,所提联合控制可以有效提高系统动态响应。通过仿真算例研究,验证了所提出的控制方案更能显著改善微电网系统的稳定性。建立在周期通信上的孤岛微电网二次控制普遍存在着通信负担大的问题,为此提出了一种基于事件触发通信的控制策略。将每个分布式电源视为一个代理,继而整个微电网的通信网络被建模为一个连有虚拟领导者的无向图。在此基础上利用Lyapunov方法详细推导了频率、电压控制的事件触发条件函数并进行稳定性分析,使得仅在误差满足触发条件时才需要在相邻DG之间进行信息传输,避免了许多不必要的通信。在补偿频率与电压偏差的控制器中,用状态预测值取代实际值,减少了控制器的更新次数。最后,结合仿真结果详细说明了FETC(function of event-triggered condition,FETC)的动作过程,验证其在降低系统的通信数量上的有效性。
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