AC/DC 混合微网即插型分级智能控制理论与算法研究

The challenge of the distributed energy resources connection, multi-required load, complex power flow balance control and stable economical power supply have meet by AC power system, it become a focus to research high efficient stable DC link or AC/DC hybrid link in the smart grid fields. This project aims at the intermittent and unstable distributed energy control, research on the model theory of the plug-play distributed energy , the modularization technique of the DG unit in the AC/DC hybrid micro grid, multimode cooperation control theory and algorithm of the nonlinear dynamic AC/DC grid for the high penetration AC/DC hybrid micro-grid. Coupling of the AC DC subnet will be revealed via research, the expansion problem of the plug-play DG model and the hierarchical coordination control of the microgrid under less communication will be solved. The new intelligent control theory and method will be proposed for the AC/DC plug-play hybrid microgrid. Finally, theory basis and experiment demonstration will be given for the extended application of AC/DC hybrid microgrid.

现有交流配电网面临分布式电源接入、负荷和用电需求多样化、潮流均衡协调控制复杂化以及电能供应稳定高效经济等的挑战，研究高效稳定的直流配网或交直流混合配网已成为国际智能电网技术的热点方向。本课题以随机性间歇式发电单元为目标、以高渗透率的AC/DC混合微网为对象，重点研究即插即用分布式电源的信息化建模理论、研究AC/DC混合微网的DG单元模块化技术、研究非线性动态的AC/DC混合微网多模式协调控制理论与算法。通过研究，将揭示AC/DC子网之间的耦合关系，解决即插即用DG模型的可扩展性问题、弱通讯条件下DG自适应与微网分级协同控制问题，最终完成分布式电源即插即用的AC/DC混合微网智能控制新理论与新方法的研究，为分布式AC/DC微网技术的推广应用提供理论支持与实验示范。

本项目围绕交直流混合电网的优化配置、分布式电源接插即用控制、电能质量控制技术、AC/DC混合子网的耦合关系、AC/DC混合电网的相互支撑的调频调压控制方法等展开研究，揭示了可再生电源接入AC/DC 混合微电网的时频特性，研究得出了满足一定条件下的可再生电源的可调节特性，更好地服务AC/DC 混合微电网的稳定优化控制。搭建了基于RTLAB的交直流混合电网半实物仿真模型，结合863项目，研究完成了交直流混合电网的运营示范系统。本项目共发表高水平学术论文25篇，其中SCI收录论文17篇。获得国家发明专利6项。通过该项目的前期研究积累，课题组牵头获得国家首个有关交直流混合微电网的863项目，交直流混合配电网率先在浙江省电力公司获得落地运行，成为国内第一个实际运行的交直流混合配电网。培养毕业博士研究生3名、毕业硕士生4名，在读博士生4名，在读硕士生5名。..主要创新点有：.1）、提出了一种可再生能源接入AC/DC电网最大化利用与平稳控制的概率评估方法，充分考虑可再生能源间歇性的特性，从配电网侧的配置出发来提高消纳水平。.2）、提出了在不同模式下关键设备的智能化化算法，使其具有一定独立性，又兼顾系统完整性和快速性，能实现弱通讯条件下的分级协同控制，为DG的即插即用提供了基础.3）、提出了一种基于多异质信息融合的分布式功率管理算法，能有效地实现交直子网间的互相支撑，从系统能量平衡的角度保证DG的即插即用。.4）、研究了多子网型混合微电网的网-源-荷耦合机理，提出了基于多时间尺度的网-源-荷协同控制算法，使系统能够有效的平抑新能源的间歇性和负荷的波动性，实现小规模微网群级别的即插即用。