[发明专利]一种考虑通讯时滞的微电网事件触发分层控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑通讯时滞的微电网事件触发分层控制方法，包含两层控制：一次控制和二次控制。一次控制采用基于传统Q‑f/P‑U下垂控制的闭环控制方式；在二次控制中，根据不同大小负荷时的频率及电压范围，采用多阶段控制方式来提高控制精度，并采用事件触发机制协调多个阶段的运行；频率控制可分为两阶段，各阶段采用通过PI控制方式；电压控制可分为三阶段，一、二阶段采用PI控制方式，三阶段采用线路压降补偿控制方式；一次控制以二次控制的输出信号为补偿信号，以恢复频率及消除均分误差。本发明方法考虑各DG间的信息交互，采用基于触发机制的通讯方案，并考虑通讯时滞设计内环鲁棒控制方法，尽可能使系统在通讯时滞的影响下保持鲁棒性。

技术领域

本发明涉及智能电网控制领域，尤其是一种考虑通讯时滞的微电网事件触发分层控制方法。

背景技术

微电网可有效解决各类分布式电源(DG)大规模并网状态下所引发的诸多问题，一般由DG、储能单元、负荷及其控制体系构成，能有效地整合如光伏发电、风力发电、微型燃气轮机及蓄电池等分布式发电单元，有并网和孤岛两种运行模式。对于孤岛运行模式下的微电网，下垂控制作为最常用的DG控制方法之一，以三相异步电机的下垂特性为原理，根据DG的输出功率来调节其电压，该方法可实现DG的即插即用功能及点对点控制，相对于其它的控制方法而言，下垂控制在功率平衡及电压稳定等方面，表现得更为高效和可靠。

当微网中负荷变化时，由于DG的固有下垂特性，使得其运行频率不能稳定在额定值。除此之外，当微网中多个DG共同为负荷出力时，由于各DG到负荷的传输距离差异或各线路阻抗的不匹配，会导致各分布式电源的输出电压差异，因此各DG不能精准地均分负荷功率。为频率恢复及消除功率均分误差，一般采用分层协调控制方法，通过各分布式电源间的信息交互，采用协调控制算法优化交互信息，但很少考虑通讯尤其是通讯时滞的影响。出于上述原因，因此急需一种既能提高频率恢复控制精度和功率均分精度又能降低通讯时滞影响的控制方法，来确保微电网的稳定运行。

发明内容

本发明针对传统无功-频率、有功-电压(Q-f/P-U)下垂控制中的频率偏差及有功功率均分偏差问题，提出一种考虑通讯时滞的微电网事件触发分层控制方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：建立两层控制体系：一次控制和二次控制。一次控制采用基于传统Q-f/P-U下垂控制的闭环控制方式；在二次控制中，根据不同大小负荷时的频率及电压范围，采用多阶段控制方式来提高控制精度，并采用事件触发机制协调多个阶段的运行；频率控制可分为两阶段，各阶段采用通过PI控制方式；电压控制可分为三阶段，一、二阶段采用PI控制方式，三阶段采用线路压降补偿控制方式；一次控制以二次控制的输出信号为补偿信号，以恢复频率及消除均分误差；考虑各DG间的信息交互，采用基于触发机制的通讯方案，并考虑通讯时滞设计内环鲁棒控制方法，尽可能使系统在通讯时滞的影响下保持鲁棒性。所述方法的具体内容如下：

步骤1，设计基于触发机制的两阶段频率二次控制方法；

步骤2，设计基于触发机制的三阶段电压二次控制方法；

步骤3，采用触发机制通讯方案，并考虑通讯时滞设计内环鲁棒控制方法。

进一步的，步骤1中，基于DG运行频率的Q-f下垂特性，本发明采用两阶段频率二次控制方法，其中，一、二阶段均采用PI控制方式，最后确定各阶段的触发机制，旨在实现精确的频率恢复，具体如下：

(1.1)分析DG运行频率的Q-f下垂特性；

微电网中所有DG均采用传统无功-频率下垂控制，则对于其中任意一个DG，如DGi，其频率下垂控制公式如下

f_i(t)＝f_n-m_i(Q_i(t)-Q_ni)， (1)