基于分布式共识协同的光伏逆变器电压控制策略研究

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题,提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration,DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式,利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率,实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量,通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证,基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明,所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题,并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减,提升光伏逆变器的无功功率调节量。

考虑合环延时的含分布式电源配电网合环电流协同控制方法

合环操作常用于配电网故障恢复中,但在合环过程中产生的冲击电流可能导致线路电流越限,不仅可能损坏设备,还会危害人身安全。针对合环电流的抑制大多关注于整体优化,未重视合环暂态过程产生的冲击电流问题,本文提出了一种考虑合环延时与分布式电源(DG)控制协同抑制合环冲击电流的方法。通过分析配电网合环冲击电流的产生过程及原理,刻画了DG出力以及合环延时对于合环冲击电流的影响,建立了DG主动控制与合环协同的控制优化模型,从而提出了考虑合环延时影响以及DG出力的配电网合环冲击电流协同控制方法。算例表明,该方法通过DG出力与预期合环时刻的优化,能够最大程度上控制配电网合环过程中的冲击电流,提升了配电系统的安全性。

多无人艇固定时间自适应分布式协同编队控制

针对在实际海洋环境中由复杂恶劣海况导致的局部通讯条件下多无人艇协同编队控制问题,本文提出一种固定时间自适应分布式控制策略.首先,考虑只有部分跟随无人艇能够直接获取虚拟领航者的状态信息,为每艘跟随无人艇设计固定时间分布式观测器,在固定时间内实现对虚拟领航者位置和速度的估计.然后,在估计信息的基础上,采用反步法为每艘跟随无人艇设计固定时间自适应局部控制器,在固定时间内实现对由虚拟领航者产生的期望轨迹的跟踪.特别地,在局部控制器设计过程中,采用参数自适应机制对模型不确定和外界扰动进行补偿,在保证控制精度的同时避免抖振现象.同时,本文给出了所提出的固定时间观测器与局部控制器的稳定性分析,经数学证明,所提出的观测器和控制器能够保证每艘跟随无人艇均能够在固定时间内完成对虚拟领航者的位置和速度的估计并使位置和速度跟踪误差在固定时间内收敛至零的邻域内.最后,设计对比仿真,将本文所提控制策略和目前常用的PD控制器的控制性能进行对比,仿真结果表明所提出的控制策略在控制精度和收敛速度上具有更优越的表现.

风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制

针对单个变速抽蓄调频容量不足和风电场调频后转子转速恢复容易引发频率二次跌落的问题,提出一种风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制策略。首先,当电网发生频率事件时,该策略根据风电场风速和区域内多分布式变速抽水蓄能可调节容量对电网频率提供支撑。然后,针对风电调频后转子转速恢复过程容易引发系统频率二次跌落的问题,在风电转子转速恢复时通过多分布式变速抽蓄提供功率支撑来缓解系统频率二次跌落。最后,以含风电场与分布式变速抽蓄的四机两区域系统为例,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略相比风电场和多分布式变速抽水蓄能独立调频对于系统具有更好的调频效果。

带有扰动观测器的智能车队分布式协同控制

目的为了研究含有未知外部扰动和未知非线性项的领航车辆和跟随车辆的同质车队控制问题,实现车队协同控制并达到车队控制目标,以解决交通拥堵、减少尾气排放和提高道路交通容量。方法本文提出一种新的分布式车队协同滑模控制策略,结合车辆间距策略和通信拓扑结构,确保车队的稳定性以及间距误差和速度误差的收敛性。针对车辆动力学模型中的未知非线性项,提出分布式神经网络自适应律,用于估计和补偿系统中未知非线性项的影响。并且,由于车队系统不可避免地会受到外部扰动的影响,设计扰动观测器并调整其参数,以逼近系统的实际外部扰动。结果通过Lyapunov稳定性分析证明分布式车队控制策略的正确性和有效性,并通过相应的车队控制实例进行验证。结论所提出的分布式协同滑模控制策略和分布式神经网络自适应律能够有效实现车队协同,保证系统的快速响应、稳定性和鲁棒性。

基于MAS的多电力弹簧分布式协同控制策略

为了解决单个电力弹簧无法满足整个微电网电能质量管理需求的问题,提升关键负荷的电压电能质量,依据多智能体系统,构建多电力弹簧分布式系统架构,采用离散一致性算法设计上层控制器,提出采用调制模型预测控制器设计下层控制器。MATLAB/Simulink仿真结果表明,当电网电压波动和非关键负荷变化时,采用所提分布式协同控制策略能够实现关键负荷电压稳定及系统频率快速整定,验证了所提分布式协同控制策略的正确性和有效性。并将所提调制模型预测控制策略与模型预测控制、比例积分控制策略进行仿真对比,验证了所提分布式协同控制策略的优越性。

无人自主系统分布式协同控制研究综述

随着信息技术、人工智能和机器人技术的飞速发展,无人自主系统在军事、航空航天、海洋探索、灾难救援以及智能交通等领域展现出巨大的应用潜力。分布式协同控制作为实现多无人自主系统高效、灵活协作的关键技术,已成为研究的热点。本文综述了无人自主系统分布式协同控制的研究进展。首先探讨了在一致性问题、编队控制和分布式优化三个方面的核心理论,然后结合当前多无人自主系统的实际应用,给出了无人机、无人车、无人水面舰艇、无人潜航器和多模态协同控制的最新研究成果介绍,最后探讨了该领域的未来挑战和发展方向。

基于多智能体系统的分布式仪表集群协同控制机制分析

阐述基于多智能体系统的分布式仪表集群协同控制机制。通过分析智能体概念、多智能体系统特征,设计了系统架构和协同规划算法,并探讨协同反馈控制和故障容错机制。分析结果表明,该机制能够提高系统的鲁棒性和可靠性,实现更灵活、更高效的控制。

含分布式电源的直流微电网中的电力质量优化与协同控制算法研究

深入分析直流微电网的特点和分布式电源的引入,识别系统中存在的电力质量问题,包括电压波动、谐波等。针对这些问题,提出一种基于协同控制的电力质量优化算法,通过分布式电源的智能协同调度,实现对电网电压稳定性和谐波含量的优化控制。同时,设计相应的控制策略,确保微电网内部各个子系统之间实现协同工作,提高系统的整体性能。通过仿真实验证明,所提算法在提升电力质量、减少能耗方面具有显著效果,为直流微电网的可靠运行提供了有力支持。

考虑荷电状态一致性的分布式储能电站一次调频控制策略

随着可再生能源比例增加,电网新建储能电站成为提升系统频率稳定性的重要手段。针对电网中分布式储能电站(distributedenergystoragestations,DESS)参与一次调频面临的荷电状态均衡问题,提出了一种考虑荷电状态(state of charge,SOC)一致性的DESS协同控制策略。首先,构建了含分布式储能电站的区域电网调频模型,分析了传统调频控制方法的特点,并讨论了储能在高渗透率新能源电网中的调频及一致性控制需求;其次,分析了电网调频需求与DESS的SOC一致性调整需求之间的耦合关系,设计了基于一致性原理的SOC分布式控制策略,进而构建了兼顾两种需求的DESS一次调频协同控制方法,详细分析了关键控制参数的设计原则与取值方法。最后,搭建典型区域电网模型,结合不同频率波动工况进行了仿真验证,结果表明:所提控制策略可以有效改善电网频率质量,在不增加系统调频负担的前提下实现多个储能电站的SOC一致性调节,减小了DESS集群的SOC越限风险,增强了其聚合控制效果。

考虑探测效能的空空导弹分布式协同中制导律

本文以多枚空空导弹逆轨拦截高速运动目标为背景,提出了一种以协同探测为终端约束的分布式协同中制导律.通过对误差源和误差传递链路进行分析,建立了中末交班概率计算模型,基于虚拟导引点研究了协同视场拼接方法.在视线法向,针对位置协同和角度协同等约束条件,设计了基于高斯伪谱法的最优制导律.在视线方向,基于二阶多智能体一致性理论,设计了分布式时间协同制导律,构造李雅普诺夫泛函证明了该方法可使系统在有限时间达到稳定,并推导出了一致性时间上界.仿真结果表明该制导律可使多弹以各自期望的视线角同时到达指定交班区域,实现视场拼接、协同探测的需求,有效提高了中末交班概率.

分布式能源在小区电力系统中的协同运行研究

社会发展与能源消耗呈上升趋势,小区电力系统的运行如今正逐渐承受着巨大的压力。本研究聚焦于小区电力系统中分布式能源的协同运行,探究了小区电力负荷特性、波动性以及分布式能源接入对系统稳定性和可靠性的作用。探究分布式能源管控、智能调度与协同控制之策略,关乎协同运行之理念架构与核心技艺,论述了提升能源分配、达成高效信息交流及优化控制与防护策略的途径,分布式能源在小区电力系统中实现了协同运行,全面实施的策略与措施已完备。

基于SOC均衡的分布式电池储能系统协同控制策略

研究分布式电池储能系统的优化控制方法以及电池荷电状态(SOC)均衡策略,提出基于SOC均衡的协同控制策略。利用多智能体系统(MAS)理论,实现电池储能系统的协同控制,并采用多智能体分布式算法,实现功率指令的自适应分配,进而实现SOC动态均衡。针对传统多智能体算法收敛速度较慢的问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的分布式算法,利用MPC对传统多智能体算法进行优化,提高收敛速度。最后利用实际储能功率数据进行仿真,验证了所提策略的有效性和算法在收敛速度上的优势。

基于自适应ANN的孤岛微网群电压频率分布式协同控制

针对孤岛微网群稳定运行难度大,电压和频率控制极为复杂的问题,提出了一种适用于含多逆变器分布式电源DGs(distributed generations)微网群MGC(microgrid cluster)的智能电压、频率协同控制方法。首先,该方法利用李雅普诺夫理论和基于逆变器DG的动态特性设计了基于模型化的控制器;然后,利用人工神经网络ANN(artificial neural network)来近似上述动态特性,从而得到不需要DG参数先验信息的智能控制器,此外,所提控制器不需要使用电压和电流PI控制器;最后,通过不同场景下的仿真分析,验证了所提控制器的有效性,还利用李雅普诺夫分析,证明了跟踪误差和神经网络权值最终一致有界,从而可实现较好的电压和频率动态调节。

跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制

为解决跨座式捷运车辆编组协同巡航控制问题,本文提出了基于固定时间理论的跨座式捷运车辆编组分布式协同巡航控制方法.首先,文章建立了跨座式捷运车辆编组动力学模型,明确了编组队列的控制目标,构建了分布式固定时间协同巡航控制架构,提出了跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制方法.然后,本文运用代数图论描述编组间的通讯拓扑关系,应用了分布式固定时间终端滑模估计器估计领航编组的位置和速度,设计了分布式固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性.最后,文章进行了加速–巡航常规工况仿真实验,验证了所提出控制方法的有效性.

考虑拓扑切换暂态波动的微电网群分布式协同控制策略

由分布式清洁能源组成的集群式微电网是促进源网荷储互动及分布式新能源高效利用的重要途径。为充分发挥微电网群功率互济和协同运行的优势,可通过联络开关动态调整微电网电气界限,实现源荷转移和区域资源灵活调控。针对微电网群拓扑切换过程引起的暂态冲击,提出了分布式供需功率无缝转移策略和紧急情况下的转供选择方法。通过分布式电源协同控制降低联络线交互功率,有效减少了联络线开关切换时的冲击电流,同时在各微电网内部实现功率分配和电压偏离恢复。相比于常规侧重于拓扑重构的优化策略,分布式控制可缓解拓扑切换时的波动,有效发挥分布式电源利用潜能,提高故障时微电网群的供电可靠性。

分布式配电网多端口能量路由器协同控制方法

提出了分布式配电网多端口能量路由器协同控制方法,实现了在功率均衡与母线电压平稳的前提下无缝切换多端口能量路由器各工作模式,保障配电网运行的安全稳定。该方法选取包含并网接口、蓄电池接口、负载接口以及光伏接口的四端口能量路由器拓扑结构作为协同控制对象,结合分布式与集中式控制设计分层协同控制方法,实现对蓄电池充、放电的均流稳压控制,以及工作模式切换时的直流母线电压平稳与功率均衡控制,达到无缝切换各工作模式、实现各工作模式协同运行的目的。结果表明,在该方法的控制下,多端口能量路由器中储能蓄电池可实现恒流充电中两相电路充电电流的均衡,保持恒压充、放电过程中蓄电池电流、电压、恒压放电过程中母线电压的稳定,能量路由器可实现多工作模式切换过程中功率的均衡及直流母线电压的稳定,为分布式配电网平稳安全运行提供保障。

基于分布式融合定位的无人机集群自组织协同飞行控制方法

针对无人机集群如何精确估计目标位置并协同打击目标的问题,开展了无人机集群自组织协同飞行控制方法研究。考虑噪声对定位精度的影响,建立了无人机对目标位置的含噪测量模型,设计了无人机集群自主协同移动算法。具体地,首先建立无人机集群对目标位置进行测量的全局误差最小化模型,结合梯度下降的更新机制和加权融合机制,提出了分布式感知融合算法,实现无人机集群对目标位置以及集群平均飞行速度的精确估计;在此基础上,提出了具有自适应能力的无人机位置、速度控制策略,实现集群自主协同飞行。仿真结果表明,提出的算法可以有效降低噪声干扰,显著提高无人机对目标位置和集群平均速度的测量精度,集群向多个目标点飞行的条件下,无人机对目标位置测量的均方偏差降低95%,对平均速度测量的均方偏差降低183%,实现无人机集群的自组织协同飞行控制。

分布式PLC协同控制的矿山智能排水系统研究

针对多台水泵组成的矿山主排水系统传感器参数和输入输出变量较多、控制方式复杂以及接线杂乱等问题,文章设计一种分布式PLC控制的多传感融合智能排水系统。该系统采用多台PLC对水泵进行就地和远程集中控制,采用压力、温度、液位、流量等监测传感器对排水系统进行融合实时监测,可实现井下就地、井下集控手/自动、地面远程手/自动多种排水控制模式的实时自由切换,并根据水位水量和用电峰谷时间实现排水用电自动削峰填谷,同时具备多种运行参数和保护状态的采集、显示、异常报警及故障诊断功能,可实现排水方式的智能优化和井下水泵房的无人值守。

8轮分布式电驱动车辆AFS和DYC协同控制

为提高8轮分布式电驱动车辆动力学综合控制性能,提出一种主动前轮转向系统(AFS)和直接横摆力矩系统(DYC)协同控制方法。首先,基于车辆模型求得考虑垂直载荷转移和侧倾稳定性的期望横摆角速度和质心侧偏角。其次,提出一种联合双线法和横摆角速度法的β-β̇相平面区域划分方法,将车辆状态划分为稳定域、临界稳定域和非稳定域。然后,设计包含决策层、协调控层和转矩分配层的控制器。在决策层,采用改进滑模函数设计附加横摆力矩滑模控制器和附加转角滑模控制器。在协调控制层,根据车辆状态所处的相平面区域设计3种控制策略。在转矩分配层,根据各轴的垂直载荷比例分配各轮转矩。最后,基于MATLAB/Simulink和Trucksim联合仿真平台,进行双移线跟踪试验验证。结果表明,所提控制方法具有较好的轨迹保持精度和车身姿态修正能力,能有效提高车辆的行驶稳定性。