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[發(fā)明專利]一種基于多智能體系統(tǒng)的孤島微網(wǎng)電壓/頻率分布式二級(jí)控制方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201710023625.3 申請(qǐng)日: 2017-01-13
公開(公告)號(hào): CN106712085B 公開(公告)日: 2019-06-28
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 黃大為;蔡國偉;楊冬鋒;侯國強(qiáng) 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 東北電力大學(xué)
主分類號(hào): H02J3/38 分類號(hào): H02J3/38
代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102 代理人: 陳傳林
地址: 132012 吉*** 國省代碼: 吉林;22
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 基于 智能 體系 孤島 電壓 頻率 分布式 二級(jí) 控制 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種基于多智能體系統(tǒng)的孤島微網(wǎng)電壓/頻率分布式二級(jí)控制方法,此控制方法如下所述:

1)分布式電壓一級(jí)下垂控制器設(shè)計(jì)

為了使第i個(gè)分布式電源的輸出電壓vo,magi同步到參考電壓vref,為下垂控制選擇一個(gè)合適的電壓控制輸入量Vni,分布式電壓一級(jí)下垂控制器的設(shè)計(jì)步驟如下:

分布式電源的下垂特性可用下式表示:

vodi=Vni-nQiQi (1)

式中,Qi表示第i個(gè)分布式電源輸出的無功功率,vodi是第i個(gè)分布式電源的輸出電壓vo,magi的直軸分量;運(yùn)用輸入-輸出反饋線性化理論,將式(1)等式兩邊分別微分,即:

式中,uvi是輔助控制輸入量;根據(jù)式(2),分布式電壓控制問題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)一階線性多智能體系統(tǒng)的跟蹤同步問題:

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)vodi的同步,假設(shè)每個(gè)分布式電源可以在制定的有向通信圖上和其他分布式電源互相聯(lián)系;輔助控制輸入量uvi根據(jù)每一個(gè)分布式電源及其在有向通信圖上相鄰的分布式電源的信息來確定:

uvi=-cvevi (4)

式中,cv為控制增益;evi為第i個(gè)分布式電源與其相鄰的第j個(gè)分布式電源間的跟蹤誤差;

evi具體表達(dá)式為:

固定增益gi≥0且至少有一個(gè)分布式電源能獲取參考電壓vref的值;

為保證分布式電源輸出的無功功率按照下垂控制方法分配,即分布式電源輸出的無功功率須滿足下述兩式:

nQ1Q1=nQ2Q2=…=nQiQi=…=nQNQN (7)

式中,N為微網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)分布式電源的數(shù)目;Qmax.i為第i個(gè)分布式電源的額定無功功率;由于分布式電壓一級(jí)下垂控制系數(shù)nQi是根據(jù)各分布式電源的額定無功功率制定的,所以式(6)等價(jià)于式(7);

因此為了使分布式電壓下垂控制方法滿足式(6)和式(7),需對(duì)式(2)中的引入附加的輔助控制輸入量uqi;由此,將分布式電壓控制問題變成一個(gè)一階線性多智能體系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器同步問題:

為了實(shí)現(xiàn)同步,附加的輔助控制輸入量uqi須滿足下式:

uqi=-cqeqi (9)

式中,cq∈R為控制增益;eqi是第i個(gè)分布式電源與其相鄰的第j個(gè)分布式電源間的跟蹤誤差;

eqi具體表達(dá)式為:

綜上,電壓控制輸入量Vni設(shè)計(jì)為:

Vni=∫(uvi+uqi)dt (11)

2)分布式頻率一級(jí)下垂控制器設(shè)計(jì)

分布式頻率一級(jí)下垂控制的目標(biāo)是使各分布式電源的頻率同步到額定值,分布式頻率一級(jí)下垂控制的控制方法按照下述兩式分配有功功率:

mP1P1=…=mPNPN (13)

其中,mpi表示第i個(gè)分布式電源的分布式頻率一級(jí)下垂控制系數(shù);Pmaxi為第i個(gè)分布式電源的額定有功功率;

同上,將分布式電源頻率下垂特性等式兩邊分別微分得:

其中,vfi是輔助控制輸入量;頻率控制輸入量ωni根據(jù)vfi得到,即:

ωni=∫vfidt (15)

根據(jù)式(14),分布式頻率控制就轉(zhuǎn)化為一階線性多智能體系統(tǒng)的同步問題,即:

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)ωni的同步,輔助控制輸入量vfi的具體表達(dá)式為:

式中,cfi是控制增益,固定增益gi≥0且至少有一個(gè)分布式電源能獲取參考角頻率ωref的值;

3)分布式電壓二級(jí)控制器設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步改善電壓質(zhì)量,彌補(bǔ)分布式電壓一級(jí)下垂控制器的誤差,使各分布式電源的電壓變化量δVni同步到樞紐母線電壓變化量δVns,運(yùn)用前述的輸入-輸出反饋線性化理論,將δVni微分:

式中,uvci是輔助控制輸入量;據(jù)式(18),分布式二級(jí)電壓控制也變?yōu)橐粋€(gè)一階線性多智能體系統(tǒng)的跟蹤同步問題:

為了實(shí)現(xiàn)δVni的同步,假設(shè)每個(gè)分布式電源可以在制定的有向通信圖上和其他分布式電源互相聯(lián)系;輔助控制輸入量uvci根據(jù)每一個(gè)分布式電源及其在有向通信圖上相鄰的分布式電源的信息來確定:

uvci=-cvcevci (20)

式中,cvc為控制增益;evci為第i個(gè)分布式電源與其相鄰的第j個(gè)分布式電源間的跟蹤誤差;

evci具體表達(dá)式為:

固定增益gi≥0且至少有一個(gè)分布式電源能獲取樞紐電壓變化量δVns的值;

由式(18)-式(21)即可得出:

δVni=∫uvcidt (22)

綜上,結(jié)合分布式電壓一級(jí)下垂控制器及分布式電壓二級(jí)控制器,由式(11)和式(22)即可得到新的電壓控制輸入量

4)分布式頻率二級(jí)控制器設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步改善頻率質(zhì)量,彌補(bǔ)分布式頻率一級(jí)下垂控制器的誤差,使各分布式電源的頻率變化量δωni同步到樞紐母線頻率變化量δωns,運(yùn)用前述的輸入-輸出反饋線性化理論,將δωni微分:

式中,uωci是輔助控制輸入量;據(jù)式(24),分布式頻率二級(jí)控制也變?yōu)橐粋€(gè)一階線性多智能體系統(tǒng)的跟蹤同步問題:

為了實(shí)現(xiàn)δωni的同步,假設(shè)每個(gè)分布式電源可以在制定的有向通信圖上和其他分布式電源互相聯(lián)系;輔助控制輸入量uωci根據(jù)每一個(gè)分布式電源及其在有向通信圖上相鄰的分布式電源的信息來確定:

uωci=-cωceωci (26)

式中,cωc為控制增益;eωci為第i個(gè)分布式電源與其相鄰的第j個(gè)分布式電源間的跟蹤誤差;

eωci具體表達(dá)式為:

固定增益gi≥0且至少有一個(gè)分布式電源能獲取樞紐頻率變化量δωns的值;

由式(24)-式(27)即可得出:

δωni=∫uωcidt (28)

綜上,結(jié)合分布式頻率一級(jí)下垂控制器及分布式頻率二級(jí)控制器,由式(15)和式(28)即可得到新的頻率控制輸入量

由1)、2)、3)、4)即可得到一種基于多智能體系統(tǒng)的孤島微網(wǎng)電壓/頻率分布式二級(jí)控制方法。

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