基于通信網(wǎng)絡的分布式電源控制方法研究.pdf

1、分布式發(fā)電系統(tǒng)的出現(xiàn)不但節(jié)省了輸變電投資、提高了供電網(wǎng)絡的可靠性，也為偏遠地區(qū)用戶提供了方便，我國電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢將是走以大電網(wǎng)供電為主分布式電源發(fā)電為輔，多種供電方式相結(jié)合的發(fā)展道路?？呻S著接入主配電網(wǎng)的分布式電源數(shù)量急劇增加，一些問題也變得不可避免。例如分布式發(fā)電系統(tǒng)接入后提升了系統(tǒng)整體復雜性和不可預測性，這對二次設備和通訊設施提出了新的要求。所以分布式電源在給人們生活帶來方便的同時，也不可避免的為能源利用提出了新的挑戰(zhàn)。因此

2、，在高速發(fā)展分布式發(fā)電的同時，還需要同步提高對分布式電網(wǎng)整體遠程監(jiān)控的技術水平。
　　主電網(wǎng)與分布式電源間的平穩(wěn)切換是分布式電源為大電網(wǎng)提供補充和保障大電網(wǎng)自身安全的前提，也是保證分布式電源最大限度發(fā)揮自身優(yōu)勢的基礎。本文從切換控制角度出發(fā)，將分布式電源兩種運行模式看作是切換控制系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)(Networked Control Systems，簡稱 NCS)的相關知識對分布式電源的遠程切換控制問題進行分析和

3、研究。對于網(wǎng)絡控制所存在的固有問題本文在考慮網(wǎng)絡通信受限的基礎上為了更加貼合工程實際，同時又考慮了切換時延和子系統(tǒng)不穩(wěn)定情況，研究了在多種條件共同限制下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制器設計問題。本文的研究工作如下：
　　(1)分布式電源并離網(wǎng)數(shù)學模型的建立。首先對現(xiàn)有主流分布式電源作以介紹，分析了風能、太陽能、燃料電池的結(jié)構(gòu)特性和并網(wǎng)影響。然后簡介了分布式電源遠程控制的結(jié)構(gòu)和遇到的問題。最后通過分布式電源并網(wǎng)模式和孤島模式下的拓撲關系推導出兩

4、種模式下的系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，為下一步工作打下基礎。
　　(2)通信受限和切換時延共同影響下的分布式電源切換控制研究。在現(xiàn)有的通信控制技術研究基礎之上將 NCS與切換控制系統(tǒng)相結(jié)合形成一類新系統(tǒng)—網(wǎng)絡切換控制系統(tǒng)(Networked Switched Control Systems，簡稱NSCS)。當網(wǎng)絡引入后由于網(wǎng)絡帶寬等因素的限制，通信受限和時延變得不可避免，兩者的存在將會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于這部分工作，本文基于平均駐留時間(

5、Average Dwell Time，簡稱ADT)的概念和通信序列的處理方法及利用李雅普諾夫(Lyapunov)穩(wěn)定性理論、線性矩陣不等式(LMI)等概念分析研究了系統(tǒng)控制器的設計方法和有限時間穩(wěn)定的條件。最后通過數(shù)值仿真檢驗結(jié)果的正確性和有效性。
　　(3)子系統(tǒng)不穩(wěn)定下的分布式電源切換控制研究。子系統(tǒng)不穩(wěn)定是造成工業(yè)系統(tǒng)失穩(wěn)的重要因素，為了更加貼合工程實際，這部分研究內(nèi)容基于平均駐留時間、總駐留時間的思想設計切換控制策略，研究