微电网中变流器控制策略的多目标优化

随着越来越多的开发和使用分布式能源,分布式发电已成为未来电力系统的发展趋势之一,特别是微电网技术的发展,解决了分布式发电单机接入成本高、控制困难等问题。微电网从系统观点看问题,将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合,形成一个单一可控的单元,微电网中的电源都为含有电力电子器件的小型机组,包括燃料电池、微型燃气轮机、光伏电池以及蓄电池、超级电容器等。微电网不仅解决了分布式电源的大规模接人问题,充分发挥了分布式电源的各项优势,还为用户带来了其他多方面的效益。本文重点研究了微电网中变流器的控制策略并通过小生境进化多目标免疫算法对分布式发电进行优化调度,提出微电网中分布式发电协调控制和能量管理问题的一种解决方案。 变流器是分布式发电进行能量交换的接口,本文在详细分析了微电网中组成元件的特性后,提出了一种基于多代理技术的微电网分层控制系统。该系统分为上下两层,中间通过以太网互联,实现上下层代理以及下层代理之间的通讯。系统上层为能量管理层,主要负责微电网中各元件的监控并通过优化算法确定各分布式发电的出力,并通过代理将优化结果发给下层代理;下层为协调控制层,主要负责微电网中各分布式发电的协调控制,一方面受上层代理的控制,一方面又具有独立运行的能力。 协调控制层中每个控制器都具有定功率控制和电压/频率控制两种控制模式,定功率控制主要用于一些不具备功率调节能力的分布式发电,而电压/频率控制主要用于具有功率调节能力的分布式发电和储能。当微电网并网运行时,所有分布式发电都可以运行于定功率控制,按管理层的设定稳定的输出电能;而当微电网孤岛运行时,具有功率调节能力的分布式发电和储能立刻切换到电压/频率控制模式,维持微电网的电压和频率稳定,其他分布式发电仍然运行于定功率控制模式稳定输出。 变流器的底层采用三电平空间矢量控制,不仅能够快速、准确的控制输出,也满足了今后容量扩展的需求。文章通过PSCAD/EMTDC仿真软件对一个简单的微电网进行仿真分析,结果表明这种控制模式兼顾了协调控制和能量管理的要求,具有很好的可行性和实用性。