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基于Kuramoto模型的孤岛微电网分布式二次频率控制策略

Distributed Secondary Frequency Control Strategy for Islanded Microgrids Based on Kuramoto Model

作者
期刊 太阳能学报
出版日期 2026年1月
卷/期 第 2025 卷 第 12 期
技术分类 控制与算法
技术标签 下垂控制 微电网 调峰调频 构网型GFM
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词
版本:
To address frequency deviation and instability in islanded microgrids with droop control due to power imbalance, this paper proposes a distributed secondary frequency control strategy based on the Kuramoto model. It models frequency dynamics systematically, designs PI consensus-based controllers for zero-frequency-deviation operation, enables capacity-proportional active power sharing with local/neighbor information only, ensures robustness against communication delays, and proves asymptotic stability via Lyapunov direct method. Simulations in Matlab/Simulink validate effectiveness under multiple scenarios.
针对采用下垂控制的孤岛微电网因功率不平衡导致系统存在频率偏差或失稳的问题,基于Kuramoto模型设计孤岛微电网分布式二次频率控制策略.基于Kuramoto模型对孤岛微电网频率动态行为进行系统性建模,从系统层面进行频率控制设计.以频率无偏差为优化控制目标,采用PI一致性算法设计分布式二次频率控制器,各分布式电源仅需本地和相邻单元的信息,实现按照自身容量合理进行负荷有功功率分配.所提控制策略对通信网络中的延迟具有较强鲁棒性,此外采用Lyapunov直接法证明引入所提控制策略的微电网系统是渐近稳定的.通过Matlab/Simulink仿真验证多工况下所提控制策略的有效性,可减少系统频率偏差.
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SunView 深度解读

该研究高度契合阳光电源在构网型微电网和光储协同控制领域的战略布局。其分布式二次频率控制策略可直接赋能ST系列储能变流器(PCS)及PowerTitan系统在孤岛模式下的高精度调频能力,提升光储电站黑启动、离网运行及紧急保供电场景的稳定性。建议将Kuramoto一致性算法集成至iSolarCloud智能平台的微电网协同控制模块,并适配组串式逆变器+PCS的混合控制架构,强化多机协同响应能力,支撑公司在新型电力系统中提供‘源网荷储’一体化解决方案。