【摘 要】
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孤岛微电网系统中,频率和电压的动静态性能是系统稳定运行的重要前提,然而,由于各种未知模型的商业变流器的接入、供电及负荷设备的频繁投切以及网络结构的变化导致了微电网系统模型具有不确定性和时变性的特点。针对传统PI二次电压频率控制策略存在的模型适应性较差、基于参数化预测模型的模型预测二次调节控制策略存在的系统机理建模复杂、在线更新困难、定阶非机理建模难以适应全工况建模需求以及参数化预测模型求解复杂等问
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孤岛微电网系统中,频率和电压的动静态性能是系统稳定运行的重要前提,然而,由于各种未知模型的商业变流器的接入、供电及负荷设备的频繁投切以及网络结构的变化导致了微电网系统模型具有不确定性和时变性的特点。针对传统PI二次电压频率控制策略存在的模型适应性较差、基于参数化预测模型的模型预测二次调节控制策略存在的系统机理建模复杂、在线更新困难、定阶非机理建模难以适应全工况建模需求以及参数化预测模型求解复杂等问题,提出了基于动态矩阵控制算法和模型在线辨识的微电网二次电压频率控制策略。本文研究的主要工作内容有:(1)首先,通过对微电网电压频率发展现状的分析总结,阐明了课题研究的背景意义,综述了微电网电压频率控制关键技术的发展现状,归纳总结了微电网常用的一次、二次调节策略,并对微电网的机理建模进行了详细的分析。在此基础上,针对基于PI控制的二次电压频率控制策略模型适应性差的问题,提出了基于在线自适应非机理建模方法的微电网二次电压频率控制策略的思路。(2)基于带遗忘因子的递推最小二乘法与赤池信息量准则,提出了微电网自适应在线功频特性非机理模型辨识方法,实现了微电网功频外特性模型的精准定阶和准确辨识。在微电网非机理模型的基础上,结合动态矩阵控制算法,在微电网有功和无功功率解耦的前提下,提出了基于自适应模型在线辨识的二次频率控制策略,通过滚动优化控制快速恢复系统频率。在MATLAB/Simulink仿真环境中验证了所提出的外特性建模方法和二次频率控制策略的有效性。(3)考虑中低压微电网阻感比较高引起的有功无功耦合现象,采用对模型先验知识需求少、计算数值鲁棒性强的子空间辨识方法对微电网的有功/无功与电压/频率耦合模型进行辨识,将得到的微电网外特性状态空间模型与动态矩阵控制算法相结合,提出了基于微电网的自适应在线有功/无功与电压/频率耦合模型辨识和动态矩阵控制算法的二次电压频率调节策略,确保在各种微电网中都能够取得良好的电压频率调节效果。最后在MATLAB/Simulink仿真环境中验证了所提出的外特性建模方法和二次调节策略的有效性。
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