基于纳什均衡量子粒子群算法的分布式能源系统频率控制方法.pdfVIP

总第487期

2024年第1期31

控制理论与应用

基于纳什均衡量子粒子群算法的

分布式能源系统频率控制方法

易康，罗文广，王滔，陈宇峰

（中车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001）

摘要：含风能、太阳能等可再生能源的分布式能源系统存在频率波动过大和混合储能难以控制的问题。

为此，文章提出了一种基于纳什均衡量子粒子群算法（NEQPSO）的分布式能源系统频率控制方法。首先，建

立了一种含新能源和混合储能的分布式能源系统模型，并将滑模控制器（SMC）与LADRC观测器的输出共同

作用于LADRC的PD控制器，实现滑模线性自抗扰控制器（SM-LADRC）的改进；接着，采用NEQPSO对

控制器参数进行优化，以获取最优控制器参数；最后，设置不同情况下的对比验证实验。实验结果表明，优化

控制器的控制效果明显优于常规PID和PI控制的；NEQPSO的寻优能力明显优于粒子群算法（PSO）和遗传

算法（GA）的；同时，由负荷实验和灵敏度验证实验结果可知，基于NEQPSO滑模线性自抗扰控制的分布式

能源系统响应快速、抗扰能力更强、频率效果更好且具有良好的稳态性能。

关键词：分布式能源系统；混合储能；纳什均衡量子粒子群算法；滑模线性自抗扰控制器

中图分类号：TM732文献标识码：A文章编号：2096−5427(2024)01−0031−09

doi:10.13889/j.issn.2096-5427.2024.01.004

0引言储能系统（batteryenergystoragesystem，BESS）和飞轮

［5］

储能系统（flywheelenergystoragesystem，FESS）。采

随着全球能源的日益紧张，气候变暖和环境污染用混合能源的分布式能源系统可节省燃料，提高系统

［1］

问题备受关注。为减少化石能源的使用，越来越多国［6］

容量，减少排放，并提高电力系统可靠性。当分布式

家倡导开发清洁能源，并逐步向以清洁能源为主的能

能源系统遭遇负载中断或可再生能源不稳定时，由于

［2］

源结构转型。我国“十四五规划”指出，应优化能源结

发电和负载之间的能量失衡，会导致频率失稳和功率

［3］

构，促进电力系统向高比例新能源方向发展。但是，［7］

振荡。因此，需要一个良好设计的负荷频率控制来改

以风能和太阳能为主的可再生能源具有高度的随机性［6］

善分布式能源系统的频率特性。

和间歇性，难以进行准确预测，这加重了电力系统调节

为改善分布式能源系统的频率特性，提高电力系统

频率的负担。为解决这一问题，分布式能源系统的概念

的动态性能，学者们展开了一系列研究工作，主要从控

应运而生。