[发明专利]一种未知扰动下微电网储能系统的分布式自适应控制方法

说明书

本发明提供了一种未知扰动下微电网储能系统的分布式自适应控制方法，建立微电网储能系统控制模型；基于一致性理论，根据储能系统的频率全局输出误差和动态控制增益，制定分布式自适应频率恢复策略，根据储能系统的荷电状态与有功功率的全局输出误差和动态控制增益，制定分布式自适应有功功率分配和荷电状态均衡策略；利用频率恢复策略、有功功率分配和荷电状态均衡策略，对微电网储能系统控制模型进行自适应控制。本发明有效提高微电网储能系统抵抗扰动的能力，并保证系统一致性与指数收敛性。

技术领域

本发明属于微电网控制技术领域，具体涉及一种未知扰动下微电网储能系统的分布式自适应控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

微电网作为由分布式发电单元，储能系统、负载及相关能量转换装置和保护装置组成的智能自治型小型发配电网，是促进可再生能源接入大电网的重要纽带。为了追求微电网利润最大化，光伏、风电等可再生能源通常工作在最大功率跟踪模式，此时需要储能系统平抑功率波动，并维持可再生能源与负载间的供需平衡。此外，储能系统还在削峰填谷、改善电能质量、提高系统稳定性等方面发挥重要作用。因此，微电网储能系统的控制问题得到广泛关注。

分布式协同控制已广泛应用于微电网储能系统中。在多智能体系统框架下，储能系统通过稀疏通信网络仅与其邻居进行信息交互，可以实现频率与电压稳定、以及功率分配等协同控制目标。与传统的集中式控制相比，分布式控制可以解决微电网可靠性和可扩展性差的问题。

但是，在常用的微电网分层控制架构下，储能系统的荷电状态均衡问题难以解决，且难以抵抗未知有界扰动(如电流/电压的测量噪声)，影响系统的稳定运行。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种未知扰动下微电网储能系统的分布式自适应控制方法，本发明基于分布式协同控制理论，引入动态控制增益，提出自适应控制方法，在解决微电网储能系统频率恢复、有功功率分配和荷电状态均衡的协调控制问题的同时，有效提高微电网储能系统抵抗扰动的能力，并保证系统一致性与指数收敛性。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种未知扰动下微电网储能系统的分布式自适应控制方法，包括以下步骤：

建立微电网储能系统控制框架；

基于一致性理论，根据储能系统的频率全局输出误差并引入动态控制增益，制定分布式自适应频率恢复策略，根据储能系统的荷电状态与有功功率的全局输出误差并引入动态控制增益，制定分布式自适应有功功率分配和荷电状态均衡策略；

利用分布式自适应频率恢复策略、有功功率分配和荷电状态均衡策略，对微电网储能系统进行控制。

作为可选择的实施方式，建立微电网储能系统控制框架的具体过程包括建立储能系统状态空间模型，为弥补下垂控制引发的频率偏差，并考虑到未知有界干扰对储能系统的影响，引入辅助控制变量，建立二级控制模块。

作为可选择的实施方式，还包括以下步骤，基于代数图论构建储能系统之间的通信拓扑，以描述微电网储能系统的通信网络。

作为可选择的实施方式，所述分布式自适应频率恢复策略为：

其中，为储能系统i的频率全局输出误差，ω_ref为设定的参考频率，sgn(·)表示符号函数，与为动态控制增益。

作为进一步限定的实施方式，与动态控制增益的自适应率为：