鲁棒控制方法在社区微电网随机太阳风环境中的应用与实验

该研究主要关注社区微电网（Community Micro-Grid, CMG）在随机太阳风环境下的鲁棒控制方法，旨在提高其频率稳定性和应对不确定性的能力。文章发表于工程科学与技术国际期刊，作者包括Dhananjay Kumar、H.D. Mathura和S. Bhanot，他们在印度和阿拉伯联合酋长国有相关研究背景。 社区微电网是一种由本地可再生能源（如太阳能和风能）和其他分布式能源支持的局部电网，尤其在孤岛模式下，其稳定性受到低惯性等效系统和可再生能源的随机性的影响。研究重点在于CMG的数学建模以及鲁棒控制设计，以应对模型不确定性引起的参数扰动。作者提出了基于固定结构H1综合的鲁棒控制策略，以补偿建模不确定性对系统性能和稳定性的负面影响。 文章详细探讨了CMG的现有数学模型和频率调节的控制技术。设计了一种鲁棒控制器，能有效处理太阳能和风能输入的突然变化，同时也能应对模型不确定性导致的参数波动。通过MATLAB Simulink进行仿真，对比了鲁棒控制器和传统的PID控制器在频率偏差控制上的效果。结果表明，采用H1综合方法设计的鲁棒控制器在频率超调和建立时间上表现出更优的时间响应。 此外，研究还进行了控制器硬件在环（Controller Hardware-in-the-Loop, C-HIL）验证，使用实时控制器板DS1104模拟CMG系统，并分析了负载变化和可再生能源波动对频率偏差的影响。在太阳能和风能输出的突然增减情况下，鲁棒控制器能更好地抑制频率偏差的振荡，展现出优于PID控制器的性能。 总结来说，这项研究为社区微电网在不可预测的可再生能源环境中的稳定运行提供了新的控制策略，强调了鲁棒控制在应对模型不确定性与实际运行环境波动中的关键作用。这项工作对于促进分布式能源的广泛应用和提高微电网系统的可靠性具有重要意义。