39、基于神经网络的智能微电网分布式二次控制技术解析

基于神经网络的智能微电网分布式二次控制技术解析

1. 智能微电网与控制概述

智能微电网是一种网络化的微电网系统，具有高渗透率的分布式发电（DG）单元，并且充分利用可再生能源，既经济又环保。其关键在于采用分布式/分散式控制，借助通信网络实现DG单元之间的信息交换，与传统的集中控制方式不同，这种分布式控制能确保系统的稳定性、功率平衡、合理的负载分配以及电压和频率的调节。

在微电网控制中，多级控制是常用且重要的技术，主要分为三个控制级别：
- 初级控制 ：通过基于下垂的控制技术，利用本地测量值，无需通信介质，确保转换器之间的合理负载分配。其核心是在DG单元之间共享有功和无功功率，同时将电压和频率输出维持在一定范围内。下垂控制中，有功功率 (P) 与角频率 (\omega)、无功功率 (Q) 与电压 (V) 存在如下关系：
- (\omega = \omega_n - m_pP)
- (V = V_n - n_qQ)
其中，(V_n) 和 (\omega_n) 分别是输出电压和角频率的标称值，(m_p) 和 (n_q) 分别是有功和无功功率下垂增益。
- 二级控制 ：消除初级控制引入的稳态误差。
- 三级控制 ：仅在微电网与公用电网连接时发挥作用，负责全局优化，如能量的传输等。由于本文聚焦于微电网的自主运行，因此主要关注初级和二级控制。

初级控制虽然能实现负载分配，但存在一些局限性，如仅靠初级控制不足以保证整个微电网的稳定运行，存在电压调节和功率分配的权衡问题，瞬态性能较差、缺乏鲁棒性以及存在稳态误差等。因此，需要二