面向对等模式下微电网的基于牵制的分布式协同控制方法

摘要

本发明公开了一种面向对等模式下微电网的基于牵制的分布式协同控制方法，该控制方法包括下述步骤：步骤10）一次下垂控制自动保持微电网功率平衡；步骤20）确定牵制智能体预设的牵制一致性收敛值；步骤30）寻求牵制一致性；步骤40）达到牵制一致性：根据频率初始值调整量的参考值和电压初始值调整量的参考值，调整下垂控制的频率初始值和电压初始值，消除微电网一次下垂控制的频率偏差和电压偏差，使每个分布式单元智能体运行在预定状态。该控制方法可以在微电网发生扰动后，消除传统下垂控制的频率电压稳态偏差，保证自治微电网频率电压协同恢复到标准值附近，改善微电网控制的可靠性和适应性。

主权项

一种面向对等模式下微电网的基于牵制的分布式协同控制方法，其特征在于，该控制方法包括下述步骤：步骤10)一次下垂控制自动保持微电网功率平衡：当微电网发生功率扰动时，基于下垂控制的分布式发电单元智能体，根据式(1)自动控制微电网的频率和电压，改变功率输出，维持微电网的功率平衡：$\left\{\begin{array}{c}{f}_i=f_{n,i}-m_{P,i}{P}_i\\ U_i=U_{n,i}-n_{Q,i}{Q}_i\end{array}\right.$  式(1)式中，f_i表示第i个分布式发电单元下垂控制产生的频率参考值；f_n,i表示第i个分布式发电单元下垂控制的频率初始值；m_P,i表示第i个分布式发电单元的有功下垂系数；P_i表示第i个分布式发电单元输出的有功功率；U_i表示第i个分布式发电单元下垂控制产生的电压参考值；U_n,i表示第i个分布式发电单元下垂控制的电压初始值；n_Q,i表示第i个分布式发电单元的无功下垂系数；Q_i表示第i个分布式发电单元输出的无功功率；i表示分布式发电单元的编号；步骤20)确定牵制智能体预设的牵制一致性收敛值：分布式发电单元的控制及相互间的信息交互由智能体负责，每个分布式发电单元对应一个智能体，分布式发电单元的编号和与该分布式发电单元对应的智能体的编号相同；根据式(2)确定牵制智能体预设的一致性收敛值：$\left\{\begin{array}{c}{f}_c=\underset{i}{\Sigma }(f_{n,i}-f_i)/N\\ U_c=\underset{i}{\Sigma }(U_{n,i}-U_i)/N\end{array}\right.$  式(2)式中，f_c表示牵制智能体预设的频率偏差一致性收敛值；U_c表示牵制智能体预设的电压偏差一致性收敛值；N表示采用下垂控制的智能体的总数；步骤30)寻求牵制一致性：在微电网二次控制中，分布式发电单元智能体根据通信耦合寻求牵制智能体的一致性，并按照式(3)设置频率和电压初始值调整量的误差：$e_i=\left[\begin{array}{c}{e}_{f,i}\\ e_{U,i}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\Delta f_{n,i}-f_c\\ {\mathrm{\Delta U}}_{n,i}-U_c\end{array}\right]$  式(3)式中，e_i表示e_f,i和e_U,i组成的列向量，e_f,i表示第i个智能体下垂控制频率初始值调整量的参考值与牵制智能体预设的频率偏差一致性收敛值的误差，e_U,i表示第i个智能体下垂控制电压初始值调整量的参考值与牵制智能体预设的频率偏差一致性收敛值的误差,Δf_n,i表示第i个智能体下垂控制频率初始值调整量的参考值，ΔU_n,i表示第i个智能体下垂控制电压初始值调整量的参考值；对于式(3)中的e_i，根据第i个智能体的信息交互过程，得到第i个智能体基于牵制的分布式协同控制方程，如式(4)所示：${\stackrel{·}{e}}_i=\underset{j\in N_i}{\Sigma }{w}_{ij}(e_j-e_i)-d_i{e}_i$  式(4)式中，表示对e_i进行求导，e_j表示e_f,j和e_U,j组成的列向量，e_f,j表示第j个智能体下垂控制频率初始值调整量的参考值与牵制智能体预设的频率偏差一致性收敛值的误差，e_U,j表示第j个智能体下垂控制电压初始值调整量的参考值与牵制智能体预设的频率偏差一致性收敛值的误差；w_ij表示智能体i和智能体j之间的通信耦合，如果智能体i和智能体j通过通信线路连接，则w_ij≠0，否则，w_ij＝0；d_i表示牵制控制增益，d_i≥0；d_i＝0表明没有针对智能体i的牵制控制；步骤40)达到牵制一致性：采用下垂控制的分布式单元智能体，根据式(4)得到的频率初始值调整量的参考值和电压初始值调整量的参考值，调整下垂控制的频率初始值和电压初始值，消除微电网一次下垂控制的频率偏差和电压偏差；当牵制智能体的频率初始值调整量的参考值和电压初始值调整量的参考值分别达到预设的牵制一致性收敛值，使每个分布式单元智能体运行在预定状态，微电网的频率和电压稳定在标准值附近，整个微电网处于协同工作状态。