微电网无缝切换控制策略：动态优化与Radau配置

"微电网运行模式无缝切换控制策略——王钢，陈小闽. 微电网作为分布式电源的载体，可以避免与主电网直接连接的问题，其运行模式切换对安全稳定性和供电可靠性至关重要。该文提出了一个针对微电网从孤岛模式到并网模式切换的动态优化数学模型，基于基尔霍夫定律推导逆变器变量间的关系，并利用Radau配置的动态优化算法进行离散化处理和区间优化。通过MATLAB仿真，得出控制变量的最优控制轨迹，以实现无缝切换。关键词包括微电网、无缝切换、动态优化、Radau配置、逆变器。" 微电网是一种集成分布式能源的系统，它能够独立或并联于主电网运行，提供可靠且高效的电力服务。在微电网中，分布式能源如太阳能电池板、风力发电机等可以直接连接到微电网，避免了与主电网直接连接可能带来的电压波动、谐波等问题。微电网运行模式的无缝切换是确保系统稳定运行的关键技术，尤其是在孤岛模式（与主电网断开）和并网模式之间转换时。 在微电网从孤岛模式切换到并网模式的过程中，逆变器扮演着至关重要的角色。逆变器是连接分布式能源和微电网的桥梁，需要在不同运行模式下调整其输出，以保持电网的电压、频率稳定。文中采用基尔霍夫定律，这是一种电路理论的基本原理，用于分析电流和电压的关系，推导出逆变器相关变量的数学表达式，从而构建了一个在三相负荷不对称条件下的动态优化数学模型。 为了实现无缝切换，文章提出了一种基于Radau配置的动态优化算法。Radau配置是一种数值积分方法，常用于解决非线性优化问题。在这个过程中，首先将优化时间段划分为多个区间，然后在每个区间上应用正交配置法来确定关键点，从而获取各个时间点上的优化解。这种策略能够更精确地控制逆变器的行为，确保在切换过程中系统的稳定性。 通过MATLAB仿真工具，作者模拟了这一控制策略的效果，得到了控制变量的最优控制轨迹。这种方法不仅有助于微电网在孤岛和并网模式间平滑过渡，还能提高微电网的整体性能，增强供电可靠性。该研究对于微电网的控制策略设计具有指导意义，特别是在分布式能源应用日益广泛的背景下，这种无缝切换控制策略对于优化微电网运行、保障电力系统安全稳定具有重大价值。