微电网变换器间交互影响及多目标协调控制研究

本项目针对含电能质量调节装置的微电网电能质量问题进行研究。应用状态模型和传递函数模型相结合的方法分析多变换器系统交互影响机理，提出一种新的变换器交互影响分析和计算方法；基于传统矩阵建模法、连结建模法和最优化理论，提出含电能质量调节装置的微电网电能质量结构优化模型，对模型的基本特征进行分析。用改进型RGA方法提出电压、无功及谐波多目标协调控制方法，研究其跟踪调节性能、电压稳定域和稳定条件方法，克服多变换器间的基波环流影响与母线电压波动，抑制谐波叠加和交汇，实现无功及谐波的综合动态补偿；基于二维理论与方法提出多目标协调控制系统设计方法，使系统具有给定响应特性、鲁棒稳定性和鲁棒性能。通过计算机仿真和实验，探讨多目标协调控制的实际应用。通过本项目研究，将为微电网电能质量研究提出一种更加符合其本质特征的全新方法，克服现有方法的局限性，开辟该研究的新思路和新领域，具有重要的科学意义和应用价值。

本项目针对含电能质量调节装置的微电网电能质量问题进行研究。研究基于前向线性预测理论的微电网混合电力滤波器谐波电流预测方法，推导最佳预测系数正则方程、谐波电流最小预测误差和阶更新方程。提出多岛粒子群优化算法(multi-island PSO，MIPSO)，将优化种群多岛化，以增加寻优结果的多样性，利用该算法对混合有源电力滤波器中无源滤波器参数进行多目标优化设计。提出一种用于改善微电网电能质量问题的补偿装置设计方案，在原有混合型有源电力滤波器的基础上增加分布式电源及储能元件，采用改进型id-iq复合指令电流检测及合成实现方法，实现一机多能。通过建立统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC)状态方程，提出基于鲁棒H2/H∞的UPQC优化控制方法，并推导设计出基于该方法的线性动态反馈控制器。研究基于多目标协调进化算法的微电网无功优化，提出基于多目标协调进化的无功优化算法以及相应的求解步骤。提出风电场环境下级联STATCOM的直流侧电容电压控制方法及不平衡工况下级联STATCOM的控制方法。提出用于微电网的有源电力滤波器谐波电流检测新方法，构建链式混合形态滤波器取代传统检测算法中的低通滤波器以减小检测延时。针对直流微网电压稳定性问题，提出一种直流母线电压分层协调控制方法，通过设定合理的电压阈值，对直流母线电压变化量的控制来协调蓄电池储能接口、网侧接口及光伏接口的工作方式，确保在不同工况下都能保持微网内的有功功率平衡。通过计算机仿真和实验，探讨电能质量调节装置在微电网实际应用。本项目的研究，为微电网电能质量研究提出更加符合其本质特征的全新方法，克服现有方法的局限性，开辟该研究的新思路和新领域，具有重要的科学意义和应用价值。