[发明专利]一种直流微电网分布式协同控制系统及直流微电网

权利要求书

1.一种直流微电网分布式协同控制系统，其特征在于，所述控制系统设置在直流微电网的节点中，并通过直流微电网的通信网络获取邻居节点的节点数据，所述控制系统包括：

电压调节器，其用于根据所述节点数据生成节点平均电压估计值，并根据所述节点平均电压估计值和输出电压参考值生成第一电压校正量；其中，所述节点数据包括：邻居节点对直流微电网平均电压的估计值、邻居节点测量得到的本地电压和邻居节点测量计算得到的每单位电流；所述邻居节点的每单位电流是由转换器提供的电流除以负载分配系数得到的；

电流调节器，其用于根据所述节点数据生成第二电压校正量，其包括：电流失配估计器和第三PI控制器，其中，所述电流失配估计器，其用于根据接收到的邻居节点传输来的节点数据和本地节点数据生成电流失配量；所述第三PI控制器，其与所述电流失配估计器连接，用于根据所述电流失配量生成所述第二电压校正量；

校正电压生成器，其与所述电压调节器和电流调节器连接，用于根据所述第一电压校正量和第二电压校正量生成相应的校正电压值；

电压控制器，其与所述校正电压生成器连接，用于根据所述校正电压值生成本地电压设定值，并根据所述本地电压设定值生成转换器控制信号，以通过所述转换器控制信号控制与之连接的转换器的运行状态；所述电压控制器配置为根据如下表达式确定所述本地电压设定值：

其中，表示对应于节点i的本地电压设定值，v_ref,i表示对应于节点i的输出电压参考值，R_D,i表示对应于节点i的虚拟输出阻抗，i_i表示对应于节点i的输出电流，δv_i表示对应于节点i的校正电压；

所述电压调节器包括：

全局平均电压观测器，其用于根据接收到的邻居节点传输来的节点数据和本地节点数据结合节点对应的通信权重生成节点平均电压估计值；其中，所述通信权重构成的拉普拉斯矩阵配置成对称的；

第四差分器，其与所述全局平均电压观测器连接，用于根据所述节点平均电压估计值和输出电压参考值生成第二电压偏差；

第二PI控制器，其与所述第四差分器连接，用于根据所述第二电压偏差生成所述第一电压校正量；

其中，所述全局平均电压观测器配置为利用动态一致性协议来根据邻居节点传输来的节点数据生成节点平均电压估计值。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述校正电压生成器配置为计算所述第一电压校正量与第二电压校正量之和，得到所述校正电压值。

3.如权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述电压控制器包括：

第一差分器，其用于根据校正电压值、输出电压参考值和输出电流值生成所述本地电压设定值；

第二差分器，其与所述第一差分器连接，用于根据所述本地电压设定值和本地电压测量值生成第一电压偏差；

第一PI控制器，其与所述第二差分器连接，用于根据所述第一电压偏差生成输出电流参考值；

第三差分器，其与所述第一PI控制器连接，用于根据所述输出电流参考值和输出电流实际值生成第一电流偏差；

转换器控制信号生成模块，其与所述第三差分器连接，用于根据所述第一电流偏差生成所述转换器控制信号。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述全局平均电压观测器配置为根据如下表达式确定所述节点平均电压估计值：

其中，表示对应于节点i的节点平均电压估计值，v_i(t)表示t时刻节点i的输出电压，a_ij表示节点j向节点i传播数据的通信权重，表示t时刻节点j的节点平均电压估计值，表示t时刻节点i的节点平均电压估计值。

5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，节点j向节点i传播数据的通信权重与节点i向节点j传播数据的通信权重相等。