基于高频交流技术的分布式可再生能源技术研究

课题旨在研究基于高频交流技术的分布式可再生能源发电系统中的组网优化问题、功率控制问题、电能质量控制问题、协调控制与能量管理问题及电力电子变流装置的设计与控制问题，并结合试验平台建设，验证理论研究成果，为可再生能源分布式发电系统提供一种更加分散、更为高效的能量传输手段，用来传输环境友好且成本合理的能源。具体为基于技术发展和应用要求特征与趋势，基于高频交流分布式可再生能源发电中的工作频率特性分析，进行微网的结构优化设计，并在此基础上，结合电力电子技术，设计高频微网的功率与电能质量统一控制算法，实现微网功率调节与电能质量的关联调节；采用可动态重构的多Agent控制技术进行微网的协调控制与能量管理。

针对高频交流技术的分布式可再生能源发电系统，我们提出了组网优化问题、功率控制问题、电能质量控制问题、协调控制与能量管理问题及电力电子变流装置的设计与控制问题。开发了400Hz高频逆变控制器和高频谐振变换器。基于双BUCK拓扑结构，从风光输出功率特性和电量的角度出发，对两种能量产生的电能进行协调控制。结合高频逆变控制器的设计构建了高频分布式可再生能源微网，进行了初步试验。开展了基于微分博弈理论的微电网频率控制研究。提出采用基于Agent的建模与仿真方法进行研究，建立了一种新的面向再生能源的分布式发电系统能量管理的MAS宏观模型和Agent微观模型，用Petri网进行了前期验证研究，并采用JADE实现了MAS微网能量管理平台的开发工作。我们提出了高频微网功率与电能质量的统一控制问题，其中主要难点是电能质量的综合评判、电能质量各指标的关联及考虑经济性条件下的多目标决策。对此，我们采用了基于模糊综合评判、多时间尺度划分与滚动优化和人工智能的交叉研究方法。基于本项目的研究还开展了可再生能源发电中的其他一些技术研究。