[发明专利]一种考虑扰动影响的分布式微电网控制策略

说明书

本发明公开了一种考虑扰动影响的分布式微电网控制策略。设计网络层和物理层控制结构；基于滑模控制‑离散一致性理论设计具有虚拟领导者节点的滑模一致性控制器；构建物理层，完成微网各分布式电源电压与频率一次控制，通过本地信息完成下垂控制，维持系统电压、频率的稳定以及按照指令输出相应的功率；构建网络层完成分布式二次控制，将各分布式电源视为多智能体节点，仅与相邻节点进行通信组成有生成树稀疏通信矩阵，设置虚拟领导者节点以获得全局参考信息；将各分布式电源下垂控制输出电压频率视为状态量，设计二次控制实现电压频率收敛至给定参考值。降低通信要求并消除频率电压偏差，同时考虑系统扰动情况，提高系统鲁棒性。

技术领域

本发明属于分布式微电网控制领域，涉及一种离散采样情况下考虑扰动影响的分布式微电网控制策略。

背景技术

随着分布式电源(distributed generation，DG)广泛应用，微电网控制技术备受关注。传统集中式二次控制将各DG单元数据传输至中央处理器后进行处理计算。这种控制方式易受单点故障影响，通信可靠性低，灵活性与可拓展性较差。基于多智能体一致性协议的分布式控制方式利用各DG单元与相邻节点间通信实现全局信息共享，各DG单元间具有协同性，且需较小通信压力，保存微电网灵活性的特点。

在分布式微电网二次控制中不可避免的会出现扰动以及系统不确定现象，为此在分布式二次控制中引入滑模控制环节。滑模控制是一种具有开关特性的控制策略。滑模变结构控制的核心思想就是依赖运行系统的误差而非系统本身设计“滑模面”，控制系统状态向滑模面运动并趋于渐近稳定。由于滑模控制特点，将滑模控制引入分布式控制算法中，目的在于并不是简单将分布式算法得到的误差进行直接补偿，而设计滑模一致性控制器，考虑在扰动存在和系统不确定下提高系统抗干扰能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在微电网一次控制中因下垂控制为有差调节，传统集中二次控制易受单点故障影响，通信可靠性低的情况下，提出一种分布式二次控制策略降低通信要求并消除频率电压偏差，同时考虑系统扰动情况，提高系统鲁棒性。

技术方案

一种考虑扰动影响的分布式微电网控制策略，其特征在于包括以下步骤：

S1：设计网络层和物理层控制结构；

将控制策略分为物理层和网络层；确定物理层包括功率计算环节、下垂控制环节、电压合成环节、电压电流双闭环控制环节和PWM信号产生器，为本地控制，不含各分布式电源间信息交流；确定网络层包括分布式电源通信网络、SMC-一致性二次控制环节，存在相邻分布式电源间信息交换；

S2：基于滑模控制-离散一致性理论设计具有虚拟领导者节点的滑模一致性控制器；在步骤S1控制结构上，建立网络层控制器数学模型，为步骤S4设计频率电压控制器，为网络层分布式二次控制提供控制策略要求；

S3：构建物理层，完成对微网各分布式电源电压与频率的一次控制；对分布式电源进行一次控制后得到电压与频率信息，将该信息传输至步骤S4网络层二次控制环节；

S4：构建网络层，完成微网各分布式电源电压与频率二次控制；对于步骤S3物理层一次控制传输的电压频率信息利用步骤S2设计的滑模一致性控制器，得到电压频率二次控制补偿值得到最终电压频率信息。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明针对分布式微电网下垂控制为有差调节问题，提出分布式微网控制方式保证电压频率恢复至额定值。避免含中央处理器的集中二次控制，具有较好的分布式协同能力；

2、考虑扰动影响在一致性二次补偿控制器中引入积分滑模控制，并采用延迟扰动估计消除扰动；

3、在离散条件下将滑模控制引入一致性控制中，可设置信号采集周期，降低通信要求、控制器计算要求，更符合实际工程情况。

附图说明