三级分层微电网控制

研究问题

如何在实验室微电网上协调不同时间尺度的经济调度、频率支撑和设备本地控制？

方法

本项目开发了面向并网微电网的三级分层控制架构：

• 能源管理 —— 以 15 分钟分辨率计算经济调度计划。
• 频率控制 —— 利用 MPC 和观测器重新调度可控功率，以提供一次调频备用。
• 本地控制 —— 通过经典控制器跟踪设备级功率设定值。

该架构在 DTU 的物理 SYSLAB 并网微电网上实现，并通过 SCADA 系统和 MOSAIK 协调。更准确的表述是实验室实现，而非将控制器连接到完全实时仿真微电网的硬件在环。

个人贡献

Frederik Banis是合著者。他贡献于实验室实现和实验验证，参与控制层集成和实验设置。第一作者（Mateo Beus）主导了模型开发和整体架构设计。

验证与关键结果

• 三个层级在物理并网实验室微电网上完成集成和运行。
• 实验展示了频率控制层根据测得频率修正计划设定值，以及本地层对命令的跟踪。
• 论文未测试孤岛运行、电压恢复、逆变器下垂控制或电源切换。

该方法发表于同行评审期刊 Electric Power Systems Research（2020年）。

成果

• 期刊论文： DOI 10.1016/j.epsr.2020.106758
• 博士论文： Efficient Operation of Energy Grids，DTU，2020。DOI 10.11581/DTU.00000334

合作者

• 丹麦技术大学 DTU Compute —— Niels Kjølstad Poulsen（导师）
• 萨格勒布大学 —— Mateo Beus（第一作者）、Hrvoje Pandžić（导师）

状态与后续

状态： 已发表（2020年）。关键贡献是在物理实验室微电网上集成不同时间尺度的优化与控制层。

向当前研究的迁移： 闭环实验架构——感知、推断、决策、行动，并辅以物理验证——正是现在驱动人监督自主生物测定平台的同一支柱。从能源硬件转向生物医学硬件，但闭环验证方法论是共享的。

详见方法页面的闭环实验支柱和研究页面的总体研究纲领。