[發明專利]一種基于前饋魯棒控制的微電網電壓控制方法

在審

• 申請號: 201810557175.0
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108631320A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 王燦;李祥和;田恬
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種基于前饋魯棒控制的微電網電壓控制方法，包括建立主電源電路的狀態空間方程；構造系統控制通道傳遞函數G(s)、擾動通道的傳遞函數D(s)和前饋補償器的傳遞函數函數F(s)；設計內模結構M(s)和跟蹤偏差加權函數W_e(s)；將魯棒反饋控制器K(s)的設計轉換為一個線性目標函數凸優化問題的求解，通過求解該問題，得出魯棒反饋控制器K(s)。本發明可有效的減少系統的輸出誤差。在出現微電源輸出功率波動等大干擾時使控制器具有良好的動態響應能力和電壓輸出特性。

技術領域

本發明屬于微電網控制領域，特別涉及一種基于前饋魯棒控制的微電網電壓控制方法。

背景技術

微電網是由多種形式的分布式電源(distributed generation，DG)、儲能單元、負荷、控制單元及保護等組成的微型電網，既能作為可控負荷或可控發電單元柔性并入配電網運行，又能依靠自身的系統控制離網運行。由于分布式電源具有間歇性和隨機性的特點，輸出功率的波動或不確定因素的干擾可能使系統的電壓和頻率發生變化，嚴重影響了微電網的穩定性。為提高各類分布式電源輸出電壓的抗干擾能力以及電能質量的可靠性，微電網電壓控制技術受到越來越多的關注。

經對現有技術文獻檢索發現，Distributed secondary control for islandedmicrogrids a novel approach(Shafiee,Q,Guerrero,J.M,Vasquez,J.C,“Distributedsecondary control for islanded microgrids-a novel approach,”IEEE Transactionson Power Electronics,2014,29,(2),pp.1018–1031.)提出一種分布式二級控制策略來調節負荷電壓和頻率偏差，該控制策略是為每個分布式電源制定一個本地二級控制器，通過低帶寬通信向每個分布式電源發送實時電壓信息。當微電網輸出電壓波動時，由死區(Deadband)傳遞誤差信號，采用PI控制來補償微電網的電壓幅值。此方法不依賴于中央控制，因此單個單元的故障不會導致整個系統的故障，即使在具有通信延遲的微電網系統中仍能保持較強的穩定性。Coordinated V-f and P-Q control of solar photovoltaicgenerators with MPPT and battery storage in microgrids(Adhikari,S,Li,F,“Coordinated V-f and P-Q control of solar photovoltaic generators with MPPTand battery storage in microgrids,”IEEE Transactions on Smart Grid,2014,5,(3),pp.1270–1281.)提出一種協調電壓控制策略，該策略通過協調PQ控制和V/f控制之間的運行狀態實現了整個微電網的穩定運行，并通過添加功率約束條件的形式進一步提高了微電網輸出電壓的可靠性。Optimal sizing and control strategy of isolated gridwith wind power and energy storage system(Luo,Y.,Shi,L.,Tu,G,“Optimal sizingand control strategy of isolated grid with wind power and energy storagesystem,”Energy Conversion and Management,2014,80,pp.407–415.)針對含風電和儲能的孤島微電網，提出了一種雙層控制策略，該策略由上層廣域功率平衡控制和下層儲能V/f控制兩部分組成。由主控部分對風電負荷需求進行短期預測，采集微電網實時狀態信息，進行廣域功率平衡控制，隨后將控制信號發送給各控制終端，通過下層儲能逆變器的V/f控制來補償系統中的不平衡功率，以維持微電網的電壓和頻率在穩定范圍內。