《交直流混合微電網的最佳化設計與能量管理關鍵技術研究》是依託山東大學，由陳阿蓮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：交直流混合微電網的最佳化設計與能量管理關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳阿蓮
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
交直流混合微電網是推動可再生能源利用和分散式發電發展的重要途徑，而國內外對其研究尚處於探索階段，其所涉及的一系列關鍵科學和技術問題亟待解決。本項目首先建立交直流混合微電網的時變相量小信號模型並進行特性分析，為微電網架構重組與最佳化設計、能量預測與協調調度等提供基礎；深入研究並提出基於多目標最佳化的交直流混合微電網架構重組策略與方法，揭示微電網動態架構對效率和可靠性影響的機理；設計合理的多Agent控制體系，研究基於MAS的能源預測和協調控制系統，實現交直流混合微電網的經濟性最優控制；研究設計新型Z源三電平高效雙向AC/DC變換器，為交直流混合微電網系統的關鍵接口設備提供技術參考，並搭建實驗平台驗證新理論和新技術的有效性。本項目屬電氣工程、控制理論、計算機科學等多學科交叉前沿研究，對我國發展具有自主智慧財產權的交直流混合微電網並推動其套用具有重要的理論和現實意義。
結題摘要
交直流混合微電網是推動可再生能源利用和分散式發電發展的重要途徑，而國內外對其研究尚處於探索階段，其所涉及的一系列關鍵科學和技術問題亟待解決。在原有基礎上，本課題緊密圍繞項目原計畫內容和目標開展工作，取得重要代表性成果包括：(1)建立了微源、變換器、線路和負荷的時變相量小信號模型，進一步建立了含多個變換器的交直流混合微電網時變相量小信號模型。在此基礎上進行微電網系統穩定性分析，並研究分析微電網下垂係數變化對系統穩定性和動態性能的影響；(2)採用基於NSGA-II的多目標最佳化理論的組群控制方法實現分散式光伏電池陣列架構最佳化重組。同時引入智慧型預測控制實現發電功率最佳化和能量管理，減少直流母線和交流母線的能量流動，從而降低雙向變換器的容量；(3)運用基於遺傳算法和人工神經網路的MAS進行微電網的微源和負荷短期預測，同時提出量子行為的粒子群最佳化與組群控制相結合的最佳化算法，實現微源出力與架構重組的綜合最佳化控制，提高交直流混合微電網運行的經濟性和可靠性；(4)在現有Z源網路及多電平變換器拓撲的基礎上，提出一種適用於交直流混合微電網的非隔離型Z源三電平雙向AC/DC變換器拓撲。並提出適合於該拓撲的調製方法，實現系統正常和重構時的高功率因數、低電流諧波以及中點電位平衡；(5)研究T型三電平逆變器環流抑制策略。提出了基於最優控制和基於比例積分調節器的環流抑制策略，並分別套用到兩台逆變器並聯和多台逆變器並聯繫統中。另外針對逆變器並聯繫統的啟停問題，提出了一種軟啟動與軟停機策略；(6)設計得到本項目的交直流混合微電網實驗平台，並將提出的基於MAS交直流混合微電網能量管理策略和設計的Z源三電平雙向變換器嵌入到實驗平台進行實驗驗證並進行相應改進，以驗證新理論和新技術的有效性。 課題緊密圍繞研究內容和關鍵科學問題，通過團隊合作與分工，學術交流，勤奮努力，取得豐碩的研究成果。同時培養和凝聚了一支結構合理的研究團隊，全面實現了課題的研究目標。
