基于深度确定性策略梯度与模糊PID的直流微电网VRB储能系统就地层功率控制

针对直流微电网全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)储能系统在实际运行时就地控制层中的功率控制器存在时滞、精度低及抗干扰能力差等问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度与模糊PID的功率跟踪控制策略.首先,建立VRB的等效电路模型来描述功率传输特性,并设计了由模糊PID与深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法组成的复合控制器.将模糊 PID 作为主控制器对功率环进行控制,DDPG 作为辅助控制器来补偿功率跟踪误差.然后,设计了 VRB 储能系统就地层功率跟踪控制器,采用麻雀搜索算法(spar...

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Published in电力系统保护与控制 Vol. 51; no. 18; pp. 94 - 105
Main Authors 陆鹏, 付华, 卢万杰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁 葫芦岛 125105%辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁 阜新 123000 01.09.2023
Subjects
vanadium redox battery
energy storage system
储能系统
模糊PID
microgrid
DDPG算法
power control
功率控制
fuzzy PID
全钒液流电池
deep deterministic policy gradient algorithm
微电网
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ISSN1674-3415
DOI10.19783/j.cnki.pspc.221771

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Summary:针对直流微电网全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)储能系统在实际运行时就地控制层中的功率控制器存在时滞、精度低及抗干扰能力差等问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度与模糊PID的功率跟踪控制策略.首先,建立VRB的等效电路模型来描述功率传输特性,并设计了由模糊PID与深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法组成的复合控制器.将模糊 PID 作为主控制器对功率环进行控制,DDPG 作为辅助控制器来补偿功率跟踪误差.然后,设计了 VRB 储能系统就地层功率跟踪控制器,采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)对PID参数和模糊规则进行优化,并通过阶跃信号对优化后的系统输出响应进行测试.同时将分配指令功率与储能单元给定功率偏差作为数据集在DDPG中进行训练,以提高主控制器的响应速度和抗干扰能力.最后,通过在 3 种不同场景的算例下进行仿真,验证了控制策略的有效性及稳定性.结果表明:所提控制策略在电池充放电时,能够快速地跟踪到功率指令值;实时跟踪时,跟踪功率值与调度指令值偏差小于±2%;受到扰动时,能准确修正功率偏差,满足实际要求.
ISSN:1674-3415
DOI:10.19783/j.cnki.pspc.221771