[發明專利]一種基于生成對抗神經網絡的微電網分層控制策略

在審

• 申請號: 202011600878.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112909954A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 竇春霞;李興陽;張博;李峰磊;金寶
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/24
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

本發明公開了一種基于生成對抗神經網絡的微電網分層控制策略，包括物理層和信息層，物理層包括功率計算、下垂控制、二次控制、電壓電流雙閉環以及PWM信號產生器；信息層包括考慮通信時變時延的電壓預測補償器、頻率預測補償器以及通信網絡，本發明實現了不同通信時延條件下的電壓與頻率控制，保證了微電網系統在通信時延下的穩定性，為通信時延下的微電網系統的電壓、頻率控制提供了一種新的方法。

技術領域

本發明涉及智能電網控制領域，尤其是一種基于生成對抗神經網絡的微電 網分層控制策略。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展和生活質量的不斷提高，人們對電力能源的需求 和要求也逐漸增加。光伏、風力發電等分布式發電單元由于其具有的清潔性、 高效性已經被廣泛應用于電網領域，為了解決分布式電源和傳統電網間的矛盾， 提高電力系統的經濟性、可靠性，微電網的概念被眾多學者提出。目前微電網 普遍采用下垂控制實現系統的即插即用，但由于下垂控制為有靜差控制，穩態 時系統電壓與頻率會與參考值存在偏差，因此需要添加二次控制或改進下垂進 行電壓與頻率的補償。傳統的二次控制中微電網電壓控制采用集中式控制方式， 但該控制方式需要所有發電單元的信息，對于通信網絡有著較強的依賴性以及 較高的要求，并且控制過程中需要大量計算，因此集中控制不可靠且不經濟；分布式控制利用相鄰單元的信息進行信息互換，實現全局控制，大大減少了通 信的依賴性以及計算量，相比于集中控制而言更加穩定可靠，因此分布式控制 被越來越多的應用到微電網控制中。雖然分布式發電降低了通信的依賴程度， 但通信的融入不可避免的會產生時變時延，鄰居智能體存在的時變時延僅對系 統的收斂時間產生影響，而本地智能體存在的時變時延會對系統的穩定性和安 全性產生極大影響。因此，如何設計一種通信時變時延下的控制策略，解決本 地智能體的通信時變時延所導致的系統電能質量不穩定問題，保證系統良好的 動態性能，是目前智能電網一個重要研究方向。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種基于生成對抗神經網絡的微電網分 層控制策略,基于分布式控制策略對信息傳輸時的通信時變時延進行考慮，設 計了一種可行、靈活、可靠的電壓、頻率分層控制策略，進而保證在時變時延 的通信下，能夠通過該方法解決智能體的通信時變時延對微電網所造成的系統 電壓、頻率不穩定問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于生成對抗神 經網絡的微電網分層控制策略，包括物理層和信息層，物理層包括功率計算、 下垂控制、二次控制、電壓電流雙閉環以及PWM信號產生器；信息層包括考慮 通信時變時延的電壓預測補償器、頻率預測補償器以及通信網絡；微電網的分 層控制流程具體如下：

S1、將分布式發電單元輸出的電壓與電流經過Park變換后輸入至功率計算 進行計算得到有功功率P_i和無功功率Q_i；

S2、將功率計算環節輸出的有功功率P_i和無功功率Q_i輸入至下垂控制得到 生成的頻率ω_i和電壓U_i；

S3、將下垂控制生成的頻率ω_i和電壓U_i作為通信數據，并與鄰居智能體通 過通信網絡進行交互；

S4、通過通信網絡的數據進入考慮通信時變時延的電壓預測補償器、頻率 預測補償器，對微電網的電壓和頻率進行預測補償；

S5、利用電壓預測補償器和頻率預測補償器的輸出，使用PI控制器完成系 統的二次控制環節；

S6、二次控制經過電壓合成得到合成電壓U_i∠θ_i并輸入至電壓電流雙閉環 中，其中θ_i為頻率對應的角度，θ_i具體計算公式如下：

θ_i＝∫ω_idt, (1)