2024年8月研究背景建設(shè)以新能源為主體清潔低碳安全高效建設(shè)以新能源為主體清潔低碳安全高效的現(xiàn)代能源體系，是我國重大發(fā)展戰(zhàn)略。做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》發(fā)布RenewablecapacityaditionsinChinUntedStatesUntedStates4大量新能源的安全接入與高效消納成為難題!4大量新能源的安全接入與高效消納成為難題!微電網(wǎng)在促進(jìn)新能源消納、解決主網(wǎng)遠(yuǎn)端可靠供電等方面扮演著重要的角色。微電網(wǎng)在促進(jìn)新能源消納、解決主網(wǎng)遠(yuǎn)端可靠供電等方面扮演著重要的角色?！凹涌熘悄芪㈦娋W(wǎng)建設(shè)，提高電力系統(tǒng)互補(bǔ)互濟(jì)和智能調(diào)節(jié)能力”。電力電子設(shè)備新能源(-)分散、間歇(-)隨機(jī)、周期(-)無旋轉(zhuǎn)慣量(-)弱旋轉(zhuǎn)慣量(-)供電敏感性強(qiáng)(+)靈活可控滲透率(+)滲透率(+)(-)慢動作控制(+)充足慣量(-)需集中調(diào)度同步發(fā)電機(jī)新能源大量接入給微電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行控制提出挑戰(zhàn)!新能源大量接入給微電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行控制提出挑戰(zhàn)!5各新型用電裝備提出各新型用電裝備提出“準(zhǔn)確”運(yùn)行需求產(chǎn)品報廢數(shù)據(jù)丟失服務(wù)癱瘓精密加工電力電子器件數(shù)據(jù)存儲等慣量降低與變化引發(fā)慣量降低與變化引發(fā)“穩(wěn)定”運(yùn)行問題難以解析暫態(tài)超調(diào)微電網(wǎng)解析與控制難度提高，急需提出新方法與新架構(gòu)!微電網(wǎng)解析與控制難度提高，急需提出新方法與新架構(gòu)!6圍繞高比例新能源接入的“穩(wěn)定”與“準(zhǔn)確”運(yùn)行控制問題，進(jìn)行高比圍繞高比例新能源接入的“穩(wěn)定”與“準(zhǔn)確”運(yùn)行控制問題，進(jìn)行高比例新能源微電網(wǎng)短時快速協(xié)同與靈活動態(tài)支撐研究①新能源隨機(jī)波動、多樣異構(gòu)②源荷界限模糊，功率雙向流動①電力電子裝備低慣性特征②復(fù)雜耦合、特性難以明晰隨機(jī)波動、超限越限、耦合振蕩、閃變突變等8并并[功率計算L◆現(xiàn)有不足：協(xié)同分布式電源形式與種類單一、傳統(tǒng)微電網(wǎng)的強(qiáng)制一致控制缺乏靈活性?！艚鉀Q方案：利用觀測器對異構(gòu)分布式電源的動態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一建模、構(gòu)建多目標(biāo)參考區(qū)間。取得效果：對構(gòu)網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩類電源模型統(tǒng)一、避免強(qiáng)制一致造成不必要無功損耗。88漸內(nèi)環(huán)地里由9工作內(nèi)容1.1:考慮多類異構(gòu)分布式電源的微電網(wǎng)短時快速協(xié)同控制技術(shù)狀態(tài)擴(kuò)張觀測器(ExtendedStateObserver)電電傳遞實(shí)際狀態(tài)傳遞0狀態(tài)傳遞0狀態(tài)傳遞實(shí)際狀態(tài)工作內(nèi)容1.1;3UnderTime-Cnupled二二[1]ZhangC,Doux,WangL,etalDistributedCooperativevoltageControlforGrid-FollowingandIEEETransactionsonPowerSystems,2023,38(1):589-602.工作內(nèi)容1.2:考慮源網(wǎng)荷多主體的微電網(wǎng)分布式包容協(xié)同控制技術(shù)多微電網(wǎng)多微電網(wǎng)微電網(wǎng)H2微電網(wǎng)#n動態(tài)需求牽引#N集中式架構(gòu)微電網(wǎng)in-1集中式架構(gòu)微電網(wǎng)#n微電網(wǎng)間上層通信鏈路微電網(wǎng)內(nèi)下層通信鏈路動態(tài)需求牽引#M+2愛動態(tài)需求牽引N+1分布式架構(gòu)微電網(wǎng)#中分布式架構(gòu)微電網(wǎng)42工作內(nèi)容1.2:考慮源網(wǎng)荷多主體的微電網(wǎng)分布式包容協(xié)同控制技術(shù)1.2.1微電網(wǎng)分布式包容(Containment)控制架構(gòu)：借鑒多智能體包容控制概念，實(shí)現(xiàn)多主體多目標(biāo)協(xié)同。全同一致收斂分布式通信拓?fù)溲垭S者##領(lǐng)導(dǎo)者2領(lǐng)導(dǎo)者2領(lǐng)導(dǎo)者3領(lǐng)導(dǎo)者!1.2.2多主體協(xié)同控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)“源”隨“網(wǎng)、荷”需求的動態(tài)跟蹤，解決控運(yùn)行需求的準(zhǔn)確響應(yīng)問題。微電網(wǎng)模型構(gòu)建：Pcc=Jad,2(0)+iPcc,ref+n需求動態(tài)牽引算法領(lǐng)導(dǎo)者算法：(負(fù)荷、網(wǎng)端需求組成的動態(tài)邊界)需求動態(tài)響應(yīng)算法/跟隨者算法：(可響應(yīng)微電網(wǎng)、電源的控制輸入)Welu,ni(t)=-Ev,ie,;(t)-Mta,2(Twi,1(t)),Vedu,i(t)=-Euiew,(t)-ytd,2(xwi,1(t[]Containment-BasedDistributedCooperativeControofMicrogidclusters:AcuratelyConstrainingthePowerSystems,2023:1-14.工作內(nèi)容1.2:考慮源網(wǎng)荷多主體的微電網(wǎng)分布式包容協(xié)同控制技術(shù)1.2.3兩類微電網(wǎng)統(tǒng)一形式模型構(gòu)建1.2.4微分跟蹤器模型表征=復(fù)雜耦合的非線性過程f()微分跟蹤器對微電網(wǎng)模型中耦合非線模型表征=復(fù)雜耦合的非線性過程f()微分跟蹤器分布式控制微電網(wǎng)架構(gòu)分布式控制微電網(wǎng)架構(gòu)集中控制微電網(wǎng)架構(gòu)與分布式頻率和電壓控制弱相關(guān)的過程工作內(nèi)容1.2工作內(nèi)容1.2:考慮源網(wǎng)荷多主體的微電網(wǎng)分布式包容協(xié)同控制技術(shù)ll0c□r工作內(nèi)容2.1:微電網(wǎng)分布式協(xié)同與同步慣量跟蹤補(bǔ)償技術(shù)…由e…由e等效慣性\約束RoCoF最大值分布式一致算法(僅利用本地數(shù)據(jù)-避免延時)(利用相鄰單元數(shù)據(jù))RoCoF約束控制一等效慣性\約束RoCoF最大值分布式一致算法(僅利用本地數(shù)據(jù)-避免延時)(利用相鄰單元數(shù)據(jù))RoCoF約束控制一強(qiáng)制約束RoCoF范圍v.2(1)=-k[y,?(1)-x,(慣量：非運(yùn)行狀態(tài)，可觀不可測。慣量與容量乘積加和-整體微電網(wǎng)慣量等效慣量補(bǔ)償與頻率變化率(RoCoF):6國22閉通√通過一致過程中對RoCoF的約束控制，實(shí)現(xiàn)了等效慣性補(bǔ)償，提升了運(yùn)行穩(wěn)定性。18◆現(xiàn)有不足：◆現(xiàn)有不足：源端和網(wǎng)端的運(yùn)行特性、特征模糊，實(shí)際難以獲取期望的運(yùn)行動態(tài)過程?！艚鉀Q方案：利用異步延時補(bǔ)償與過程零極點(diǎn)重塑分析方法獲取期望的動態(tài)響應(yīng)特性。◆取得效果：抑制了慣量模糊與異步延時導(dǎo)致的振蕩問題，并實(shí)現(xiàn)了動態(tài)特性的重塑。0內(nèi)動態(tài)設(shè)備#0內(nèi)動態(tài)設(shè)備#ixu外動態(tài)8電氣網(wǎng)絡(luò)M設(shè)備ju高比例電力電雜未知劣化分散隨源網(wǎng)荷耦合分布就通信架構(gòu)弱阻尼阜工作內(nèi)容2.2:具備期望動態(tài)行為的微電網(wǎng)分布式二次協(xié)同控制響應(yīng)動態(tài)重塑 參數(shù)kmm DG120msDG3補(bǔ)償后分布式狀態(tài)誤差：延時同步補(bǔ)償2.3情景44=290°=95812情景#54-32.1-9581.2情景63=10.5o=9581.2情景1,2,3:相同阻尼比：情景1,2,3:相同阻尼比：動態(tài)過程上升速度類似，恢復(fù)時間不同情景4,5,6:相同固有頻率：情景4,5,6:相同固有頻率：動態(tài)過程突變峰值不同，恢復(fù)時間類似工作內(nèi)容2工作內(nèi)容2.2具備期望動態(tài)行為的微電網(wǎng)分布式二次協(xié)同控制,1阻尼比增大延時150ms”iLou2新按入mfg匯報目錄匯報目錄工作總結(jié)工作總結(jié)工作總結(jié)一、針對微電網(wǎng)中多類異構(gòu)主體“準(zhǔn)確”快速協(xié)同需求：提出基于狀態(tài)觀測的分布式電源與微電網(wǎng)的統(tǒng)一建模方法：通過彌補(bǔ)和替換模型的差異項(xiàng)，采用ESO或NTD的方法估計并分離模型中弱相關(guān)的非線性過程，對異構(gòu)主體控制模型結(jié)構(gòu)、狀態(tài)圖與階數(shù)的統(tǒng)一。提出基于包容控制理論的微電網(wǎng)“網(wǎng)源荷”分布式互動方法采用包容而非一致控制建立分布式架構(gòu)，使負(fù)載可以依照其特定、準(zhǔn)確運(yùn)行需求指導(dǎo)電源頻率與電壓調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了分布式架構(gòu)下“源”隨“網(wǎng)荷”的需求的動態(tài)、準(zhǔn)確響應(yīng)。二、針對微電網(wǎng)慣量降低造成的“穩(wěn)定”提出基于等效慣