东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 1217-1221.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.09.001

• 信息与控制 •    下一篇

基于矩阵摄动理论的微电网建模与优化控制

闫士杰1， 赵晓利2， 高文忠3， 韩一鸣2   

  1. (1. 东北大学 信息科学与工程学院， 辽宁 沈阳110819; 2. 国网宁夏电力公司， 宁夏 银川750001; 3. 丹佛大学 电气与计算机工程系， Colorado Denver80208)
  • 收稿日期:2017-05-15 修回日期:2017-05-15 出版日期:2018-09-15 发布日期:2018-09-12
  • 通讯作者: 闫士杰
  • 作者简介:闫士杰(1964-)，男，吉林大安人，东北大学副教授. 冯明杰(1971-)， 男， 河南禹州人， 东北大学副教授; 王恩刚(1962-)， 男， 辽宁沈阳人， 东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61428301).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Modeling and Optimal Control for Microgrid Using Matrix Perturbation Theory

YAN Shi-jie1， ZHAO Xiao-li2， GAO Wen-zhong3， HAN Yi-ming2   

  1. 1. School of Information Science & Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. State Grid Ningxia Electric Power Co.， Ltd.， Yinchuan 750001， China; 3. Department of Electrical & Computer Engineering， University of Denver， Denver 80208， USA.
  • Received:2017-05-15 Revised:2017-05-15 Online:2018-09-15 Published:2018-09-12
  • Contact: YAN Shi-jie
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摘要： 针对微电网系统稳定性和输出一致性问题，提出了一种优化控制方法.首先，建立了微电网系统小信号模型、系数矩阵和增量摄动矩阵，解决了系统特征值求解过程中的计算量大的问题.在此基础上，以稳定性、阻尼比和稳定裕度为性能指标建立了初次优化目标函数，矩阵摄动理论与人工鱼群算法相结合，对系统进行了初次优化控制.同时，为了保证微电网中各微源输出的频率和电压一致性，建立了再次优化目标函数，应用人工鱼群算法对系统进行了再次优化控制.最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性与有效性.

关键词: 微电网, 小信号模型, 矩阵摄动理论, 系数矩阵特征值, 优化控制

Abstract: Aiming at the issue of microgrid system stability and output consensus， an optimal control method was proposed . The small signal model， coefficient matrix and an incremental perturbation matrix of microgrid system were established， which solved the problem that caused by large computation in the solution of system eigenvalues. On this basis， the objective function of the initial optimization was established by taking the stability， damping ratio and stability margin as the performance indexes. Combining the matrix perturbation theory with the artificial fish swarm algorithm， the initial optimal control of the system was achieved. Meanwhile， in order to ensure the consensus of frequency and voltage of the output of each micro-source in microgrid， the further optimization objective function was established and the artificial fish swarm algorithm was applied a second time for the further optimal control of the system. Finally， the simulation results show that the proposed control strategy is of validity and effectiveness.

Key words: microgrid, small signal model, matrix perturbation theory, eigenvalue of coefficient matrix, optimal control

中图分类号: