孤岛微电网

随着风、光等间歇性新能源接入到孤岛微电网，传统控制方法在进行频率调节时难以有效协同源-荷-储等多种资源以应对源-荷的随机性波动所导致的频率偏差问题。为此，提出了一种融合专家知识与深度确定性策略梯度（DDPG）的孤岛微电网频率调节算法，通过专家知识的经验规则引导各调控设备与环境高效交互，提升多资源协同频率调节的性能。仿真结果表明所提调频策略能够充分挖掘微网内多种资源的调频潜力，并有效提升调频性能。

针对传统周期采样方案在微电网频率控制中存在数据冗余和通信资源浪费等问题，研究了基于动态事件触发机制的孤岛微电网二次频率控制方法。为了减少冗余控制数据，采用阈值可根据最新传输值和当前测量值误差调整的动态事件触发的方式来确定是否需要发送采样信息。首先，选取合适的Lyapunov泛函数，推导出微电网频率控制系统渐进稳定且满足给定期望H∞鲁棒性能的充分条件。其次，对控制器进行联合设计得到满足以上要求的控制器增益，保证事件触发机制的可行性。证明相邻两次触发时刻的差值为唯一非零正数，保证了Zeno现象不会发生。最后，通过4种场景的仿真分析验证了所提方法的有效性和实用性。

新能源通过逆变器大规模接入孤岛微电网，导致系统惯量水平持续下降，系统频率面临严峻的失稳风险。针对此问题，提出了一种基于虚拟惯量模糊自适应的新能源逆变器频率主动支撑控制方法，利用新能源逆变器直流侧电容主动支撑系统频率。首先，通过在新能源逆变器控制回路中引入基于模糊控制的新能源逆变器直流侧电容电压-系统频率耦合的功率控制项，使直流侧电容具备与同步发电机相似的惯性响应。然后，计及频率响应过程对虚拟惯量的差异化需求，设计模糊控制规则，根据频率波动区间自适应调整新能源逆变器直流电容附加虚拟惯量，以减缓系统频率偏移速度，改善系统频率极值，并加快系统频率恢复速度。其次，通过构造李雅普诺夫能量函数证明了采用所提控制方法后系统的稳定性。最后，仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。

针对现阶段以虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)为基础的孤岛微电网电压二次控制中存在对连续通信依赖度高、计算收敛上界与实际收敛时间差异较大的问题，提出了一种结合事件触发机制的预设时间一致性算法。首先，根据状态误差越限设计事件触发机制，使各逆变器仅需与相邻逆变器进行少量间断通信，即可在用户设定时间内实现电压无差恢复和无功功率按容量分配。然后，从理论上分析了所提方法的收敛性，并排除了芝诺行为出现的可能。最后，搭建孤岛微电网测试系统进行仿真实验，结果表明系统可在设定时间内完成收敛。且相比连续通信方案，在几乎不影响恢复性能的前提下，通信次数减少超过99%，显著提升了微电网的效率与灵活性。

传统虚拟同步发电机的频率控制为有差控制，且虚拟惯量的引入使得虚拟同步发电机呈现二阶振荡特性，导致孤岛微电网多虚拟同步发电机并联系统在受到负荷扰动时面临频率偏移和有功超调的问题。针对此，提出了一种多虚拟同步发电机频率无差协调控制方法。该方法包含了兼具有功精确分配的频率无差调节控制和阻尼改进控制两部分，通过利用母线频率全局一致的“通信”效果，以分散式的形式协调系统内各台虚拟同步发电机，可主动消除微电网频率稳态偏差且实现各台虚拟同步发电机按照容量承担负荷有功功率，并抑制系统的有功超调。最后，通过仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。