基于模糊逻辑的柔性多状态开关协调控制策略.pdfVIP

第45 卷 第17 期 2021 年9 月10 日 Vol.45No.17 Sept.10，2021 DOI：10.7500/AEPS20201204010 基于模糊逻辑的柔性多状态开关协调控制策略 1 1 1 1 2 2 李梦菲 ，杨 欢 ，赵荣祥 ，董宁波 ，陆 翌 ，王朝亮 （1. 浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027；2. 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，浙江省杭州市 310014） 摘要：为抑制系统干扰对多端柔性多状态开关（FMS）直流侧电压及交流侧输出功率的影响，提出 一种基于模糊逻辑的新型协调控制策略。文中设置定直流电压控制端口与下垂控制端口，从直流 电压稳态偏差和系统稳定时间入手，分析不同工况下系统对下垂系数的需求；之后，设计出一种基 于模糊逻辑的可变下垂系数，可根据直流电压的偏差大小及其变化趋势实时改变，以加快系统稳定 过程，避免下垂系数设置不当对系统控制性能的影响；最后，在MATLAB/Simulink平台中搭建了 基于模块化多电平变流器的四端口FMS模型，通过与传统协调控制策略的仿真对比，验证了所提 策略的有效性。 关键词：柔性多状态开关；复合控制；抗扰能力；下垂系数；模糊逻辑 0 引言 节。文献［9］提出一种复合控制，通过滞回比较器在 电压裕度控制与下垂控制之间切换，可加快系统动 大规模分布式能源及以电动汽车为代表的新型 态响应。文献［10］设置电压裕度控制中的备用端按 负荷接入将造成配电网潮流复杂、用户需求多样化 ［1-2］ 照下垂特性接管直流电压控制，避免过冲。类似地， 的“源-网-荷”一体化形势 。因此，具备主动调 文献［5，11］在下垂控制基础上，增设优先级更高的 控能力的柔性多状态开关 （flexible multi-state ［3］ 定直流电压控制端，可有效抑制功率波动。 switch，FMS）技术备受关注 。FMS常采用具有公 上述文献提出的复合控制可将电压裕度控制与 共直流侧的电压源型变流器实现多条配电网馈线互 下垂控制的优势相结合，但下垂系数固定，无法灵活 联。其中，模块化多电平换流器（modularmultilevel 应对复杂工况，若设置不当将导致系统稳定时间过 converter，MMC）具有输出谐波含量少、功率器件耐 ［4］ 长。文献［12-14］对复合控制进行优化，实时监测直 压要求低等优点，相比于其他拓扑优势明显 ，因 流电压偏差改变下垂系数，有效加快系统稳定。但 此，本文以基于MMC的多端口FMS为研究对象。 下垂系数的取值范围缺乏理论分析，且下垂系数计 考虑到新能源的随机性与间歇性，负荷投切、线路故 算过于复杂，选取不当会导致直流电压过大。 障等复杂工况都会威胁FMS的稳定运行，如何增强 针对下垂系数计算复杂的问题，可采用模糊逻 多端FMS的抗扰能力是本文的研究重点。 辑控制器实时调节下垂系数。模糊逻辑不依赖于精 多端FMS的