含新能源的直流电网控制策略及仿真

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:surezheng12345678
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由于化石能源日益枯竭,伴随着风电、光伏发电等新能源在电力系统中所占比重日益增大,传统的交流电网不能适应接纳大规模新能源的需求,而直流电网可以有效地解决新能源接纳问题。目前直流电网发展尚不完善,拓扑结构和控制目标还不确定,本文以六端口树状拓扑作为直流电网的拓扑,研究直流电网的直流端电压稳定控制问题及网损最优问题。使用键图法建立六端直流电网数学模型,通过设计状态反馈控制器和线性二次型最优控制器进行电压稳定控制,运用粒子群优化算法来进行网损优化,在Matlab环境下仿真,验证了控制方法的有效性。主要工作内容如下:1.六端直流电网建模,经过研究,六端口树状拓扑可以较好的描述直流电网,因此采用六段树状拓扑作为直流电网拓扑,对该拓扑进行简化,得到六端口直流电网等效电路,运用键图法建模,在Matlab/Simulink下进行仿真,仿真结果验证了六端口直流电网键图法建模的有效性。2.针对直流端电压稳定控制问题,通过状态反馈进行极点配置设计了状态反馈控制器;考虑到状态反馈控制器调节幅值较大,造成控制过程损耗较大的问题,以控制变量u与状态变量x组成线性二次型指标J=1/2(?)[xTQx+uTRu]dt,设计线性二次型最优状态调节器来实现二次型指标最优,在Matlab/Simulink下进行仿真,仿真结果验证了控制器的有效性。3.针对网损最优问题,以直流电网的网损和六端口直流电压稳态误差平均值为优化的两个目标,将两目标问题转化为单目标问题,建立该单目标的适应函数,采用基本粒子群优化算法进行控制器设计;而基本粒子群算法容易陷入局部最优,因此提出了一种基于模糊控制的改进粒子群算法进行控制器设计,通过Matlab仿真验证了控制器的有效性。
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