基于 Z-DF 变换器与智能优化控制的风光储并网能源管理框架

《Scientific Reports》：Intelligent energy management in renewable-powered microgrid using Z-dualflux converter and RBFNN control

　　

摘要

本研究提出了一种适用于并网系统的复杂智能能源管理框架，该框架集成了风力发电、太阳能光伏和电池储能设备。采用Z型双磁通（Z-DF）变换器，通过提高电压增益、降低磁应力和提升转换效率来增强光伏（PV）系统的电压输出。为实现Z-DF变换器在不同光照条件下的电压调节和动态响应，采用了混合鸟群算法—灰雁算法（BS-GG）优化PI控制器。为便于变速运行并有效提取功率，风力发电系统采用双馈感应发电机（DFIG）系统。采用径向基函数神经网络（RBFNN）控制器作为智能监督控制器，以处理系统非线性、负载波动和参数不确定性问题。采用带有LC滤波器的三相电压源逆变器（VSI）以满足电网电能质量要求。电池的充放电通过双向变换器控制，该变换器在功率失衡时也充当能量缓冲装置。通过MATLAB工具中的仿真结果验证了所开发的控制架构的有效性，结果表明：变换器效率达到94.9%，总谐波失真（THD）低至0.09%，BS-GGO-PI控制器的调节时间为0.15秒，同时实现了直流母线电压稳定性提升、总谐波失真降低以及整体能效提高。