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 | , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Chinese |
| 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
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| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1674-3415 |
| DOI | 10.19783/j.cnki.pspc.221771 |
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| Abstract | 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. |
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| AbstractList | 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. |
| Author | 卢万杰 陆鹏 付华 |
| AuthorAffiliation | 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 |
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| Copyright | Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved. |
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| DOI | 10.19783/j.cnki.pspc.221771 |
| DatabaseName | Wanfang Data Journals - Hong Kong WANFANG Data Centre Wanfang Data Journals 万方数据期刊 - 香港版 China Online Journals (COJ) China Online Journals (COJ) |
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| DocumentTitle_FL | Power control of the ground layer of a VRB energy storage system in a DC microgrid based on depth deterministic policy gradient and fuzzy PID |
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| ISSN | 1674-3415 |
| IngestDate | Thu May 29 04:03:04 EDT 2025 |
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| Issue | 18 |
| Keywords | 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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| PublicationTitle | 电力系统保护与控制 |
| PublicationTitle_FL | Power System Protection and Control |
| PublicationYear | 2023 |
| Publisher | 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 |
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| Title | 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 |
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