[发明专利]一种基于分布式发电的智能微电网系统功率协调控制方法

权利要求书

1.一种基于分布式发电的智能微电网系统功率协调控制方法，其特征在于，所述微电网系统功率协调控制方法包括以下步骤：

步骤1：根据智能微电网的工作原理分别建立风力发电子系统、光伏发电子系统和蓄电池储能子系统的数学模型，以风力发电子系统、光伏发电子系统和蓄电池储能子系统的数学模型建立智能微电网系统的数学模型；

步骤2：基于风力发电为主、光伏发电为辅和蓄电池为补充的控制目标的目标函数，设计上层分布式模型预测控制器，上层分布式模型预测控制器分开控制地理呈现分布式的风力发电子系统、光伏发电子系统和蓄电池储能子系统，风力发电子系统、光伏发电子系统和蓄电池储能子系统通过上层分布式模型预测控制器相互交互并传递所需信息，从而有效的合理协调和分配风力发电子系统、光伏发电子系统和蓄电池储能子系统的输出功率，并将输出功率传递至下层滑模变结构子控制器；

步骤3：根据步骤1所建立的风力发电子系统的数学模型及步骤2中上层分布式预测控制器分配的输出功率分别设计第一滑模变结构控制器和第二滑模变结构控制器，第一滑模变结构控制器使风力发电子系统在风力充足的情况下功率输出跟踪给定值，第二滑模变结构控制器使风力发电子系统在风力不足的情况下处于最佳叶尖速比，并以最大输出功率运行；

步骤4：根据步骤1所建立的光伏发电子系统的数学模型及步骤2中上层分布式模型预测控制器分配的输出功率分别设计第三滑模变结构控制器和第四滑模变结构控制器，第三滑模变结构控制器使光伏发电子系统在光照充足的情况下输出功率跟踪负荷需求；第四滑模变结构控制器使光伏发电子系统在光照不足的情况下实现最大功率点跟踪控制；

步骤5：通过上层分布式模型预测控制器和下层滑模变结构子控制器实现风力充足光照不足、风力不足光照充足和风力和光照均不足三种情况下的第一滑模变结构控制器与第二滑模变结构控制器的控制模式切换、第三滑模变结构控制器与第四滑模变结构控制器的控制模式切换以及蓄电池开关的控制。

2.如权利要求1所述的基于分布式发电的智能微电网系统功率协调控制方法，其特征在于：所述基于风力发电为主、光伏发电为辅、蓄电池为补充的控制目标的目标函数为：

$L(x,P_{wref},P_{sref})=\mathrm{\α}{(P_t-P_{wref}-P_{sref})}^2+{\mathrm{\βP}}_{sref}^2+{\mathrm{\ζ\ΔP}}_b^2$

其中，x为系统状态变量，P_wref为风力发电子系统的输出功率，P_sref为光伏发电子系统的输出功率，P_t为电网总负荷，α为抑制风力发电系统和光伏发电系统的输出功率与总负荷之差的系数，β为光伏发电子系统的功率输出惩罚系数，ζ为抑制蓄电池波动系数。