随着配电网中新能源占比的不断提高,在降低碳排放、促进碳中和目标实现的同时,新能源运行的间歇性和波动性也给配电网的安全稳定运行带来了大量的风险,微电网技术为风、光等新能源并网提供了一种有效途径。而如何维持微电网内部的电压、频率稳定以及如何利用微电网支撑配电网的安稳运行已成为当前关注的焦点。微电网具有孤岛与并网两种运行模式,当微电网处于孤岛运行状态时,通常采取下垂控制通过分布式电源输出功率比例分配来维护其电压、频率的稳定。然而,分布式电源受环境地域的影响在并入微电网的过程中会引入大量线路阻抗,导致微电网呈弱电性而出现无功环流等问题,进而影响孤岛微电网运行的稳定性。当微电网处于并网运行状态时,通常需要及时响应配电网的业务需求,如参与二次调频任务等,而以新能源为主的微电网在并网过程中不仅需要应对负载变化造成的频率波动,还需要解决因新能源本身的间歇性和波动性引起的频率扰动问题,从而提高微电网支撑系统频率调节的能力。本文针对上述难题,基于人工智能算法与电网系统进行交互,将控制与优化的过程转换成智能体的训练过程,对微电网孤岛运行状态下的分布式电源下垂控制进行二次优化,并设计了微电网并网运行状态下双馈风力发电机参与多区域互联电网系统二次调频的控制方案。本文的主要贡献如下:1)基于深度强化学习的孤岛微电网优化控制:本文首先采取下垂控制对微电网内分布式电源进行一次控制,实现有功功率按比分配的同时,将系统频率稳定在安全范围内。其次对低压微电网在孤岛运行状态下采取下垂控制存在的问题进行了原理分析,引入虚拟阻抗法对下垂控制进行二次优化。最后针对虚拟阻抗法需实时检测随环境气候变化的线路阻抗阻值,并可能会加重逆变器输出电压幅值以及系统频率偏移额定值等问题,引入了深度强化学习算法对虚拟阻抗法进行改进。通过对算法中状态、奖励、动作函数进行定义,使智能体能够根据无功环流的大小自动迭代出最优的虚拟阻抗取值方案,在无需测量线路阻抗的同时随其变化自适应更新;通过在算法的奖励函数中加入对系统频率及电压幅值的约束项,使智能体在迭代过程中对系统频率及电压幅值进行二次优化。2)基于双馈风力发电机的并网微电网二次调频控制:微电网切换至并网运行时,仅靠下垂控制以及利用自适应虚拟阻抗对频率波动进行约束是远远不够的,需要利用网内的双馈风力发电机调节输出有功功率来恢复系统频率的稳定。本文首先介绍了双馈风机的数学模型,并对其输出功率的矢量控制原理进行了分析。其次根据传统发电机的频率响应模型建立了含有非线性因素的多区域互联系统频率响应模型,并将简化后的风机控制模型加入多区域互联系统频率响应模型中,完成了对包含双馈风机的多区域互联系统频率响应建模。最后针对负荷变化以及风机转矩扰动引起的系统频率波动,设计了基于深度强学习算法的双馈风力发电机与传统发电机的调频策略,通过对算法中状态、奖励、动作函数进行定义,实现约束风机转子转速变化量在稳定运行范围内的同时,风机以及传统发电机根据各区域频率偏差量自主迭代出最优出力方案,即传统发电机的输出变化量与双馈风机的转子电压调节量的控制目标,使双馈风机成功参与进多区域互联系统的二次调频控制中。