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混合储能自抗扰控制策略研究

李晓磊  
【摘要】:为确保光伏微电网的安全稳定运行,本文以混合储能系统作为主要研究对象,重点研究如何抑制由于光照强度、负载变化以及电网侧波动带来的系统不稳定。本文围绕着混合储能控制策略及参数辨识策略展开了以下研究工作。首先分析对比蓄电池和超级电容的不同电路模型,搭建混合储能系统中不同储能单元在双向DC-DC状态下的数学模型,并确定双DC-DC并联结构,以实现混合储能系统的灵活控制。针对光伏微电网存在储能设备间功率分频响应有效性差和抗干扰能力较弱等问题,本文提出一种基于前馈自抗扰的光伏微电网混合储能控制策略(FK-LADRC)。通过在电压环控制中引入前馈自抗扰控制,提高混合储能系统的动态响应速度和抗干扰性能,并通过设置低通滤波,实现不同储能设备之间的功率分频响应。同时,将线性自抗扰控制分别引入蓄电池电流环控制和超级电容电流环控制,实现不同储能设备间的协调控制,进而提高并网侧功率稳定性。频域分析和根轨迹分析结果证明所提控制策略的有效性和稳定性。仿真结果表明,所提控制策略能够快速进行功率分频分配,同时协调光伏微电网有效运行。针对自抗扰控制器存在参数难以选取和参数间存在耦合等问题,本文提出一种基于混沌粒子群算法的自抗扰控制器自适应参数辨识策略(NCPSO-ADRC)。在传统参数辨识的研究基础上,以控制器参数辨识的目标函数作为被控目标,采用混沌粒子群算法迭代寻优计算,并对惯性权值因子进行自适应化,陷入局部最优的粒子可重新进行全局搜索。同时,采用外部存档函数选择最优目标函数值,实现控制器的参数辨识优化。仿真结果表明,该控制策略可提高自抗扰控制器的参数辨识效率和辨识精度,能够维持混合储能系统的稳定。


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