光伏电源柔性并入微网的优化控制及其对微网电能质量的作用机理研究

微网(Microgrid)为分布式发电并网规模化应用及提高分布式发电的综合技术经济效益提供了有效可行的新途径，符合我国新能源发电和可持续发展的战略要求。但微网技术中有许多理论和技术问题亟待解决。其中微网中微电源的运行控制与电能质量就是一个突出问题。因此，在前期研究的基础上，本项目将重点研究以下内容：.一、光伏电源柔性并入微网的优化控制理论方法研究.⑴ 光伏电源柔性并入微网的控制系统数学模型；.⑵ 光伏电源柔性并入微网的H∞最优控制及其鲁棒性；.⑶ 光伏电源柔性并入微网运行时有功、无功独立调节的解耦控制方法。.二、光伏电源并入微网对微网电能质量的作用机理研究.⑴ 光伏电源常规并入微网对微网电能质量的扰动机理及其检测方法；.⑵ 光伏电源柔性并入微网对微网电能质量的作用机理及其对电能质量的调节控制策略；.⑶ 光伏电源与电能质量调节装置及储能装置的优化配置方法及其协调控制策略。

圆满完成了本项目国家自然科学基金任务书的研究内容，主要创新成果如下：.一、光伏电源柔性并入微网的优化控制理论方法研究.⑴ 针对微网中的光伏电源特点，深入研究了改进型Boost DC-DC升压斩波电路与DC/AC逆变器构成的多级光伏电源柔性并网电路拓扑结构，并建立了其数学模型。.⑵ 首次提出了基于H∞模型匹配的光伏电源柔性并入微网的波形跟踪控制新方法，该方法有效改善了光伏电源并入微网的过渡过程，适应性强、鲁棒性强。.⑶ 首次提出了一种基于逆系统的微网有功、无功独立控制新方法；. 首次提出了一种微网中基于相对增益分析的目标函数对角化解耦新方法；两种控制方法均可实现光伏电源柔性并入微网运行时有功、无功的独立调节。.二、光伏电源并入微网对微网电能质量的作用机理研究.⑴ 深入研究了光伏电源常规并入微网对微网电能质量的扰动机理。.针对光伏微网，提出了基于数学形态学的微网电压补偿量直接检测方法，实现了光伏电源并入微网的暂态电能质量快速检测。.提出了一种基于改进HHT的光伏微网电能质量检测方法，该方法更适合于光伏微网中非线性、非平稳信号的检测与分析。.⑵ 针对含储能装置的光伏发电系统，深入研究了一种适用于低压微网线路参数特性的下垂控制策略，使得光伏电源功率控制更为精准。进一步分析了光伏电源柔性并入微网对微网电能质量的作用机理，并首次提出了基于自适应逆控制的微网虚拟有功频率调节新方法，确保微网的频率电能质量指标。.⑶ 提出了一种图解与遗传算法相结合的微网中光伏电源的选址、定容的优化配置方法；提出了基于电压偏差灵敏度分析的微网中光伏电源与电能质量调节装置优化配置方法；提出了综合考虑微网接纳能力与电网调峰需求的微网中光伏电源与储能装置的优化配置方法。.研究了微网中光储发电能量管理系统，提出了一种等效阻抗匹配与中心差分法相结合的光伏电源最大功率点跟踪控制方法，实现了微网中光伏电源与储能装置的协调控制，并深入研究了微网中光储协调控制的工作模式。.针对光伏微网，提出了统一电能质量控制器(UPQC)与静止型动态无功补偿器(SVC)相结合的复合式电能质量协调控制方法，可有效保证光伏微网的电能质量指标。.通过该项目的研究，已发表被EI收录论文22篇，已受理国家发明专利5项，作为特约专家在国家级科技创新发展论坛作大会主旨报告1次。获得河北省电力公司科技成果一等奖1项。已培养博士、硕士研究生13名。