含不确定性的直流微电网鲁棒模型预测控制研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tdsc110
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源短缺和环境污染的日益加剧,可再生能源的开发和利用引起了人们的广泛关注,进而以分布式发电(Distributed Generation,DG)为主的微电网应运而生。随着直流分布式电源和微电网中直流负载的发展,具有能量转换环节少、建设成本低、电能损耗小、供电可靠性高和控制简单等诸多优点的直流微电网已经成为国内外学者研究的热点。直流微电网在实际运行过程中,容易受到参数变化、外部扰动等不确定因素的影响,往往需要对分布式发电单元(Distributed Generation Unit,DGU)进行投入或者切除,这将导致系统的结构发生变化。同时,直流母线电压也会产生波动,过大的波动会降低供电质量和供电可靠性。因此,研究直流微电网系统母线电压的稳定控制策略具有重要的意义。针对多个DGU互联耦合构成的直流微电网系统,首先根据基尔霍夫电压和电流定律建立数学模型,然后利用Lyapunov稳定性原理,对单个DGU子系统设计鲁棒H∞状态反馈控制器,将鲁棒控制器的设计转化为具有线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)形式的凸优化问题。其次,为了解决负载和线路参数突变、结构不确定以及外部扰动等因素引起的直流母线电压波动问题,提出了一种分布式鲁棒H∞控制策略来保证直流母线电压稳定。在局部控制器的基础上,给DGU分别配置积分器、预测滤波器以及扰动补偿器,实现了对直流微电网系统的分布式控制。最后,根据上述理论以及提出的控制策略,基于Matlab/Simulink搭建了多个DGU互联耦合构成的直流微电网系统仿真模型。仿真结果表明,与传统的PID控制相比,所提分布式鲁棒H∞控制策略能够有效地控制系统母线电压的稳定。为进一步降低不确定性对直流微电网系统的影响,在分布式鲁棒H∞控制的基础上引入模型预测控制,提出了一种基于混合H2/H∞性能指标的鲁棒模型预测控制策略,使直流微电网系统具有较高鲁棒稳定性的同时又具有较优的动态性能。通过Lyapunov原理分析直流微电网系统在鲁棒模型预测控制作用下的稳定性,证明了所提鲁棒模型预测控制策略能够保证DGU的互联稳定运行。利用Matlab/Simulink仿真平台对直流微电网的混合H2/H∞鲁棒模型预测控制策略进行了仿真验证,结果表明所提控制策略对系统参数变化、DGU即插即用和外界扰动具有较强的鲁棒性。
其他文献
新能源经基于MMC的多端柔性直流输电(Multi-terminal Flexible DC Transmission System Based on Modular Multilevel Converter,MMC-MTDC)系统并网时,系统出现故障及新能源出力的不确定性与随机性会造成系统直流电压偏差与功率失衡,难以进行潮流调控,为MMC-MTDC系统的协调控制与稳定运行带来了挑战。针对上述问题本
学位
在经济新常态背景下,我国各大企业在发展过程中也面临着新的考验。在企业发展过程中,最重要的内容就是经营管理工作,其根本性地决定着整个企业的生存和发展。在如此激烈的市场竞争之中,企业要想获取更大、更好的发展,就要对现有的经济管理模式和制度进行创新,进而科学调配自身的资源,以便提升综合实力和竞争力。基于此,文章对基于经济新常态下企业经营管理的创新策略进行深入分析和探讨。
期刊
绝缘系统作为电机安全运行的核心部分,对于电机的使用寿命有着决定性作用。据统计,大约有1/3的电机安全事故是由电机绝缘系统损坏所引发的。为保障高压电机安全运行,文中结合数据驱动技术、嵌入式技术、计算机技术、通信技术等设计并研发了一款高压电机安全运行在线监测系统。首先,结合机械、热、环境、电气等复合应力对10k V高压电机定子绕组绝缘系统的影响,搭建了绝缘寿命老化模型并进行了试验,得出绝缘材料在不同老
学位
近几年,随着科学技术的发展,计算机视觉逐渐从理论走进现实,并且能完成许多人类在特殊领域无法完成的任务。其中人体作为视频或图像的主角,如何估计姿态以及识别动作也成为科研人员关注的话题。此外,随着全民运动的普及,人们开始走进健身房锻炼身体,而评估动作的标准程度对新手来说是至关重要的。传统评估方法存在不直观以及时间地点受限等缺点,而基于穿戴设备的评估方法则存在对人体侵入程度过大等缺点。因此为了解决上述问
学位
<正>据美国加州大学圣迭戈分校2021年1月29日报道:金属合金内无结构岛屿形状可引导制备更高韧性材料。弹性变形、位错增强塑性、孪晶诱导塑性、TRIP、固态非晶化,引起不同变形机制产生其他缺陷,这些多元机制可交互作用,引向强化工艺的协同作用,产生高度复杂的微观组织。一组国际研究人员在金属高熵合金结构中制造了非晶态岛状材料。该非晶态岛状材料可应用于降落齿轮、管道、汽车等,使制备的器件更轻、更安全、耗
期刊
土壤重金属的人体健康风险评估和源解析是场地污染控制和风险防范的关键。以珠三角某造船厂场地土壤为研究对象,采集造船厂场地169个50 cm深度的表层土壤样品,测定土壤pH值及8种重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Hg和As的含量;用反距离权重插值法(IDW)探究造船厂土壤重金属的空间分布规律,通过美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估方法量化不同人群暴露于造船厂土壤重金属的人体健康风
期刊
空化是液体中特有的一种复杂物理现象,水力机械在运行过程中常会因为局部压力较低产生空化,造成振动噪声空蚀等,严重影响机械的正常运行,因此研究空化的抑制手段具有重要意义。本文选取比转速为700,型号为350ZQ-70的轴流泵为研究对象,分析了其外特性和内部流动特性,以布置障碍物为主要手段探索空化抑制,将障碍物分为展向和流向两种形式进行研究。首先分析了展向障碍物的布置位置,并在此基础上提出了在叶片背面布
学位
随着现代电力系统不断向智能化和集成化发展,变电站在开关操作过程中产生的高频瞬态电磁场是导致二次设备故障的主要因素之一。尤其是在隔离开关操作过程中,触头引起的电弧燃烧和重燃,将在断开的母线上产生瞬态电磁场,并将能量辐射到周围空间,造成变电站中二次敏感设备的误动或系统故障、使用寿命缩短和性能永久性下降,严重时甚至可能破坏电子、电气设备等。加装金属屏蔽腔体通常是一种抑制电磁干扰的有效措施,从而定义了屏蔽
学位
次同步控制相互作用是双馈风电机组经固定串联补偿电容并网而引发的一种新型次同步振荡故障,使得电力系统的安全稳定运行受到了严重威胁。由于双馈风电机组中存在着大量非线性电力电子元件,控制系统参数复杂,因此针对双馈风电机组出现次同步控制相互作用的机理分析以及抑制策略研究面临一定的困难。目前,对于次同步控制相互作用的机理分析主要是对双馈风电机组转子侧控制器参数影响的研究,对于网侧控制器参数影响以及转子侧和网
学位
随着社会经济快速发展,各个行业发展速度不断提升,国有企业在大数据环境下的发展占据重要位置。国有企业经营管理工作的开展,其主要目的是对数据进行分析和处理,但处于大数据环境下,国有企业传统经营模式和理念不能够满足国有企业经营管理工作的需求。因此,需要国有企业对大数据合理运用,体现其自身作用和价值,优化经营管理措施,提高其在市场发展中的竞争力,并获取最大化经济效益。因此,本文重点针对大数据背景下国有企业
期刊