[发明专利]一种基于变结构拓扑网络的微电网分布式电源协同控制方法和装置

说明书

本申请涉及一种基于变结构拓扑网络的微电网分布式电源协同控制方法和装置，属于微电网技术领域，所述方法中将变结构有向网络拓扑思想引入至微电网中的分布式电源的信息交互中，并构建分布式电源的二阶动力学系统模型将电源状态模型化，进而建立微电网系统的状态误差系统方程，再利用李雅普诺夫稳定性理论对状态误差系统方程进行分析，得出稳定性条件，从而可以通过稳定性条件求解得到能够实现微电网系统稳定的控制增益系数。

技术领域

本申请涉及微电网技术领域，尤其涉及一种基于变结构拓扑网络的微电网分布式电源协同控制方法和装置。

背景技术

随着智能电网和电力电子技术的不断发展，微电网系统逐渐成为电网相关领域发展的新方向。微电网系统是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的电网系统，其中可以综合有诸如风力发电、光伏发电等多种发电技术，并具体可以由分布式电源、负荷、储能装置、能量转换装置、控制装置等组成。

微电网系统中的每一个分布式电源都具有即插即用功能，分布式电源可以基于该功能接入或脱离微电网系统，从而可以实现微电网系统的扩建或改建。然而，当微电网系统中的分布式电源数量变化，如光伏电站的设备扩增时，微电网系统的拓扑关系发生变化，系统内部的功率平衡也会实时受到影响，最终会导致原微电网中的分布式电源的群体一致性无法得到保证。此外，分布式电源在运行过程中，会受到运行环境中的噪声干扰，而造成每个分布式电源中的频率和电压等状态参数产生不稳定波动，从而破坏了微电网的整体一致性。

因此，如何保留微电网系统中的各个分布式电源的即插即用功能，并降低运行环境中的噪声干扰对各个分布式电源的影响，以满足微电网系统内部实时的功率平衡需求，使得微电网系统中的每个分布式电源能够维持期望的状态，从而保证微电网系统内部的群体一致性是本领域目前亟需考虑的问题。

发明内容

为了保证微电网系统内部的群体一致性，本申请实施例提供了一种基于变结构拓扑网络的微电网分布式电源协同控制方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于变结构拓扑网络的微电网分布式电源协同控制方法，所述方法包括：

将微电网系统中所有分布式电源分为一个领导者电源和多个跟随者电源，并利用变结构拓扑网络生成所述分布式电源间的信息交互关系；

根据所述领导者电源的控制输入r(t)、每个所述分布式电源的输出电压Y(t)和所述信息交互关系，构建每个所述跟随者电源的控制输入方程u_i，所述控制输入方程u_i包含待求解的控制增益系数；

建立每个所述分布式电源的二阶动力学系统模型，并基于所述二阶动力学系统模型建立所述微电网系统的状态误差系统方程；

通过李雅普诺夫稳定性理论对所述状态误差系统方程进行分析，生成所述微电网系统的稳定性控制条件；

利用所述微电网系统的稳定性控制条件对每个所述跟随者电源的控制输入方程u_i进行求解，得到所述跟随者电源对应的控制增益系数；

将所述控制增益系数加载至每个所述跟随者电源的控制器中，以使所述控制器根据所述控制增益系数控制所述跟随者电源。

基于上述技术方案，将微电网系统的分布式电源状态模型化，通过数理分析得到分布式电源间的协同控制增益系数，可以利用电源控制器对分布式电源进行实时精确控制，从而可以有效实现微电网系统的群体一致性。

可选的，所述利用变结构拓扑网络生成所述分布式电源间的信息交互关系，包括：

利用图论知识将所有所述分布式电源设置为变结构拓扑网络中的节点；