基于模型预测控制的直流微电网虚拟惯性优化方法

作者：赵书强; 王慧^*; 田娜; 孟建辉; 王琛; 田艳军

来源：电工技术学报, 2023, 38(12): 3264-3276.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220691

• 直流微电网
• 虚拟惯性优化控制
• 线性离散模型
• 模型预测控制

为了提高直流电压的稳定性、动态特性以及安全性，提出一种基于预测模型控制的直流微电网虚拟惯性滚动优化方法。首先，建立含虚拟惯性控制单元的直流微电网线性离散模型，用以预测系统输出量的未来趋势。其次，设计模型预测控制器：以直流电压跟踪误差、虚拟惯性系数两者的加权二次方和最小为目标，希望直流电压维持稳定并且惯性响应的强度不要太大；以直流电压及其变化率限制为约束，防止因动态电压超过安全阈值而导致切机、切负荷甚至系统崩溃问题；在每个采样时刻，求解各控制单元的虚拟惯性系数并将其输出，从而实现虚拟惯性的优化控制。同时，通过控制性能分析，给出控制器主要参数的选取原则。最后，通过负荷突变、风速随机波动等典型工况下的硬件在环测试，验证了所提方法的可行性和有效性。

• 单位
  华北电力大学