[发明专利]直流微电网功率控制方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种直流微电网功率控制方法、系统、设备及存储介质，该方法包括以下步骤：步骤S1、基于直流微电网架构，线路阻抗影响不忽略前提下，利用微电网系统的输入输出数据建立基于分布式二次控制信号的动态线性化模型，离散化得到非线性系统，并等价数据变换得到增量形式的直流微电网功率控制系统模型；步骤S2、构建基于自适应观测器的无模型二次控制策略，对二次控制信号进行估计，并结合基于二次控制信号的电压‑功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。与现有技术相比，本发明的方法不需要受控系统的先验知识，可实现负荷功率的精确分配，使直流母线电压基本维持在额定值周围，保证了微电网良好的供电质量，具有鲁棒性高的优点。

技术领域

本发明涉及微电网功率控制技术领域，尤其是涉及一种直流微电网功率控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

微电网能够有效整合分布式电源(distribution generator，DG)、储能及可控负载，被认为是处理分布式电源就地消纳的有效途径，也是未来智能电网的重要发展方向。随着微网系统内光伏、储能设备、燃料电池等直流电源的迅速发展，以及电动汽车、LED照明等直流负荷的大量接入，直流微电网因其成本低、损耗小等优点，同时无需考虑无功补偿、频率稳定等交流问题而备受关注与研究。

传统下垂控制方式无法确保各分布式电源按照自身额定容量精确分配负荷功率，并且固有的电压偏差降低了直流微电网系统的供电电压质量。分层控制是微电网的主要控制方式。其中，一次控制为下垂控制，二次控制用于补偿由主下垂控制引起的功率分配误差和电压偏差。

然而，由于实际非线性受控系统的系统结构、系统阶数等模型信息是未知的，难以建立精确的数学模型。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种直流微电网功率控制方法、系统、设备及存储介质，可实现负荷功率的精确分配，使直流母线电压基本维持在额定值周围，保证了微电网良好的供电质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种直流微电网功率控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、基于直流微电网架构，线路阻抗影响不忽略前提下，利用微电网系统的输入输出数据建立基于分布式二次控制信号的动态线性化模型，离散化得到非线性系统，并等价数据变换得到增量形式的直流微电网功率控制系统模型；

步骤S2、构建基于自适应观测器的无模型二次控制策略，进行二次控制信号估计，并结合基于二次控制信号的电压-功率下垂控制方法，依据分布式电源的额定容量对负荷功率分配。

优选地，所述步骤S1中的直流微电网架构包括直流母线、分布式电源上以及负载，各分布式电源采用直接并联的方式与公共的直流母线连接。

优选地，所述步骤S1具体为：

步骤S11、利用微电网系统的输入输出数据建立基于二次控制信号的动态线性化模型，数学表达式为：

y_i(t)＝f(y_i(t),n_i(t))

式中，n_i(t)为二次控制信号，f(·)是未知系统模型参数；y_i＝[V_oi,P_oi]^T为系统输出向量，V_oi是第i个分布式电源的输出电压，P_oi为第i个分布式电源的输出功率；

在孤岛运行模式下，微电网中的分布式电源负责维持系统功率平衡和直流母线电压稳定，整个系统的功率平衡表达式为：