通过集成分布式电网形成负载并考虑多智能体协作来提升小信号稳定性

《IEEE Transactions on Power Systems》：Small-Signal Stability Enhancement Through Integration of Distributed Grid-Forming Loads Considering Multi-Agent Collaboration

研究未来孤岛微电网中分布式电网形成负荷（DGFM-Ls）的小信号稳定性增强策略，通过数学建模与多智能体协作优化，有效应对数据质量不确定性和拓扑变化，仿真验证了其在高渗透率场景下的鲁棒性。

　　

摘要：

在未来孤岛式微电网（MGs）中，分布式可控负载的集成正在逐渐增加。这为积极调节电网频率和电压创造了新的机会。因此，分布式电网形成负载（DGFM-Ls）应运而生。同时，确保系统的鲁棒性同样至关重要，尤其是在多智能体协作过程中保持小信号稳定性方面。本文提出了一种用于提高带有DGFM-Ls的孤岛式微电网小信号稳定性的策略。文中对带有DGFM-Ls的微电网的小信号模型进行了数学建模与分析，并通过多智能体协作模型来提升其小信号稳定性。此外，还考虑了多智能体协作带来的不确定性，例如部分或完全缺乏可测量的信号观测数据等问题。在不同条件下，数据质量也会被纳入考虑范围。模拟实验在包含大量基于逆变器资源的微电网中进行，涵盖了多种运行状态和条件，如拓扑结构变化以及某些智能体的不可用情况。

引言

在未来微电网（MGs）中，分布式电网形成负载（DGFM-Ls）的高占比对小信号稳定性提出了重大挑战[1],[2]。例如分布式电动汽车[1]可以利用其车载电池根据电网频率和电压的变化快速调整自身的功率输出，从而为电网提供多种服务[1],[2]。DGFM-Ls在调度有功和无功功率方面的快速适应性使其在提供频率和电压支持等任务中具有重要价值，使其能够比传统发电厂更迅速地应对电力系统波动。与电网跟随（GFL）模式下的电流源不同，处于电网形成（GFM）模式的负载可作为灵活的电压源为电网供电[1]。在GFM模式下，负载不仅能够提供支持，还能主动控制和调节电压与频率。因此，这种灵活性要求负载侧和电网侧的控制能力在稳定和优化未来微电网性能方面发挥着关键作用。