[发明专利]基于数据驱动的直流微电网功率和电压控制方法和装置

说明书

本发明涉及一种基于数据驱动的直流微电网功率和电压控制方法和装置，用于对受控系统进行直流微电网功率分配和母线电压恢复，所述方法包括以下步骤：一次内环控制步骤：采用下垂控制法控制所述受控系统；二次外环控制步骤：采用基于伪梯度时变参数的输入控制算法控制所述受控系统；所述基于伪梯度时变参数的输入控制算法包含受控系统的期望输出，该受控系统的期望输出采用基于功率分配的受控系统的期望输出，或基于电压恢复的受控系统的期望输出。与现有技术相比，本发明仅基于受控系统的输入输出数据进行功率分配，不再基于模型，具有控制精度高、控制准确可靠等优点。

技术领域

本发明涉及直流微电网功率分配技术领域，尤其是涉及一种基于数据驱动的直流微电网功率分配方法和装置。

背景技术

为实现不同类型分布式能源的高效协调控制，降低对电力系统的影响，微电网这一概念被专家学者们提出。微电网是一种分布式能源、分布式负荷以及储能系统的整合形式，利用电力电子变换器实现能量的转换与管理，对外表现为受控电能单元，可工作于并网、离网两种模式。根据公共母线电压类型，微电网可分为交流微电网和直流微电网。由于传统电力系统为交流形式，因此微电网研究更多集中于交流微电网方面，然而随着近年来对电能质量、系统效率要求的提高，对直流微电网的研究也在逐步升温。直流微电网中，由于不存在无功、谐波等问题，系统电能质量问题更容易治理；另外随着直流电源(光伏池板，燃料电池等)和直流负荷(LED灯，电动汽车等)的不断增加，采用直流型公共母线可避免多余的能量变换环节，使系统整体效率得以提升。目前，航天系统、数据中心和商业楼宇等独立供电系统是直流微电网主要应用场所。

微电网中电力电子变换器以并联形式接入公共母线，如何实现分布式电源(distributed generator，DG)间负荷合理分配是微电网协调控制的重要目标。微电网负荷分配方法分为集中式和分布式两种，前者以互联通信线作为中央控制器(centralcontroller)与DG的通信平台，实现DG信息和控制指令的传输；而后者仅利用本地信息(local information)即可实现自治管理，无需互联信号线和中央控制器。相比之下，分布式方法具有更高的冗余性和经济性，易于实现即插即用。实质上，分布式控制是利用电气参数本身(电压、频率等)作为DG互相“交流”的平台。

然而，负荷的不确定性、分布式新能源出力的随机性以及不匹配线路阻抗的存在，都导致了系统的机理模型或者辨识模型的不精确性，然而模型的不精确性则导致了基于此模型所设计的控制方法必然不能实现对控制目标的精确控制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在建立的系统模型具有不精确性的缺陷而提供一种基于数据驱动的直流微电网功率和电压控制方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于数据驱动的直流微电网功率分配方法，用于对受控系统进行直流微电网功率分配，所述方法包括以下步骤：

一次内环控制步骤：采用下垂控制法控制所述受控系统；

二次外环控制步骤：采用基于伪梯度时变参数的输入控制算法控制所述受控系统；

所述基于伪梯度时变参数的输入控制算法包含受控系统的期望输出，该受控系统的期望输出采用基于功率分配的受控系统的期望输出。

进一步地，所述基于伪梯度时变参数的输入控制算法的表达式为：