[發(fā)明專利]一種考慮通信延遲的互聯(lián)直流微電網(wǎng)功率控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110177487.0
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112952792A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐紀(jì)元
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 曹蕓

本發(fā)明公開了一種考慮通信延遲的互聯(lián)直流微電網(wǎng)功率控制方法，屬于直流微電網(wǎng)功率控制領(lǐng)域。該控制方法基于直流變換器并聯(lián)的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并采用分層的兩級控制結(jié)構(gòu)。考慮到兩級控制器間的通信系統(tǒng)所存在的通信延遲問題，通過穩(wěn)定性分析得到保證系統(tǒng)穩(wěn)定的延遲上界，并在控制系統(tǒng)中加入時滯控制器來解決延遲條件下的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種考慮通信延遲的互聯(lián)直流微電網(wǎng)功率控制方法，屬于直流微電網(wǎng)功率控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

能源是人類生存、發(fā)展的重要基礎(chǔ)，近年來，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)展迅速，這些可再生能源分布式發(fā)電具有用油耗資少、建設(shè)快、運行費用低等優(yōu)勢，但可再生能源具有天然的波動性和隨機性會對電力系統(tǒng)造成電壓波動、諧波畸變等問題，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足新能源的需求。

微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)靈活、類型很多，世界各地的微電網(wǎng)研究和工程反映了微電網(wǎng)在增加可再生能源植入、提高能源利用效率以及節(jié)能減排等方面的突出作用。

微電網(wǎng)按照母線類型可以分為交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)和交直流混合微電網(wǎng)三大類。目前，電力系統(tǒng)中存在的并網(wǎng)運行的微電網(wǎng)是以交流形式為主，但是可再生能源發(fā)電多為直流電，人們生活的用電負(fù)載中直流負(fù)載的比例也日益提升，交流微電網(wǎng)開始顯現(xiàn)出一些局限性，其控制難度，變換器數(shù)量，運行成本等方面的問題日益凸顯，人們開始將目光投向直流微電網(wǎng)。

直流微電網(wǎng)在控制方法上具有天然優(yōu)勢，無需考慮變頻和無功功率等問題，只需將關(guān)注點放在母線的電壓穩(wěn)定和功率平衡上，其控制難度比交流微電網(wǎng)小了許多，國內(nèi)外也有諸多對于直流微電網(wǎng)控制方法的研究。

但這些研究沒有考慮到直流微電網(wǎng)互聯(lián)條件下，位于兩地的微電網(wǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行信息交互時存在的通信延遲問題，該延遲可能會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成破壞甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

針對互聯(lián)直流微電網(wǎng)控制系統(tǒng)中由于通信延遲造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定問題，本發(fā)明提出了一種考慮通信延遲的互聯(lián)直流微電網(wǎng)功率控制方法，可以得到保證系統(tǒng)穩(wěn)定的時滯上界以及保證系統(tǒng)時滯條件下穩(wěn)定的狀態(tài)反饋控制器。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種考慮通信延遲的互聯(lián)直流微電網(wǎng)功率控制方法，包括如下步驟：

步驟1：第一級控制器采集變換器的輸入電感電流，輸出電流及母線電壓，經(jīng)過電壓、電流雙閉環(huán)PI(比例積分)控制，輸出控制信號給開關(guān)管，控制其占空比；

設(shè)MG1和MG2兩個直流微電網(wǎng)互聯(lián)為互聯(lián)微電網(wǎng)系統(tǒng)，其第一級控制器用以下公式表達(dá)：

其中：x_c11(t)＝[x₁₁ x₂₁]為MG1第一級控制器的狀態(tài)，為x_c11(t)的一階量，x₁₁，x₂₁分別為控制器中經(jīng)過兩個比例積分變換環(huán)節(jié)后得到的值，x_c12(t)＝[x₁₂ x₂₂]為MG2第一級控制器的狀態(tài)，為x_c12(t)的一階量，x₁₂，x₂₂分別為控制器中經(jīng)過兩個比例積分變換環(huán)節(jié)后得到的值；x_c21(t)＝[v_avg1 v_in1]為MG1第二級控制器的狀態(tài)，，v_avg1為平均母線電壓，v_in1為輸出到第一級控制器的值，x_c22(t)＝[v_avg2 v_in2」為第MG2中第二級控制器的狀態(tài)，v_avg2為平均母線電壓，v_in2為輸出到第一級控制器的值；