的2%左右，在电压的合理变化范围内。
[0111] 值得说明的是，本发明实施例中所有线路均为强阻性，从理论上来说，无法保证所 有DG的输出电压均恢复到标准值。事实上，基于网损优化和运行成本的考虑，仅需将电压维 持在标准值一定范围内即可，不需要所有DG的输出电压均恢复到标准值。
[0112] 从本实施例可W看出，本发明的分布式协调控制方法可W在分布式通信架构下， 基于微电网的对等控制模式和有限时间一致性控制方法，在微电网发生扰动时，仅依赖本 地信息和邻居信息，充分发挥风光分布式单元的无功支撑能力，协调不同分布式单元和储 能调整功率输出，按照可调容量承担系统功率缺额，并将微电网的频率电压恢复到标准值 附近，保证微电网供电的可靠性和安全性。
【主权项】
1. 一种基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其特征在于，该控制 方法包括下述步骤： 步骤10)进行一次下垂控制：当微电网发生功率扰动时，基于下垂控制的分布式发电单 元和储能，根据式（1)自动控制输出端的频率和电压，调整功率输出，维持微电网的功率平 衡：式（1)中，基于下垂控制的分布式单元和储能单元为DBDG，fpri_i表示第i个DBDG-次下 垂控制产生的频率参考值;fref表示微电网频率控制的标准值;nu表示第i个DBDG的有功频 率下垂系数;Pi表示第i个DBDG输出的有功功率;Po+i表示第i个DBDG输出有功功率的初始 值;Epri_i表不第i个DBDG-次下垂控制产生的电压参考值;Eref表不微电网电压控制的标准 值;m表示第i个DBDG的无功电压下垂系数;Qi表示第i个DBDG输出的无功功率;Q(U表示第i 个DBDG输出无功功率的初始值； 步骤20)进行二次分布式控制:在分布式的控制架构下，同时进行有功频率控制和无功 电压控制，以实现各分布式单元按照可调容量承担微电网功率缺额及频率和电压的分布式 恢复。2. 按照权利要求1所述的基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其 特征在于，所述的步骤20)中，进行有功频率控制的具体过程为：各DBDG根据本地频率测量 值与标准值的偏差以及邻居一次频率下垂控制器输出值，按照式(2)实现频率的分布式恢 复，以确保频率的恢复控制不影响有功功率均分的精度： f sec_i = Kpl ( f reff i ) +Kil J [ f reff i+f FTC_i ] dt 式（2 ) 式中，f sec+i表示第i个DK)G的二次频率控制器输出值;Kpl表示频率恢复的比例控制器参 数;f i表示第i个DK)G的本地频率测量值;Ku表示频率恢复的积分控制器参数;fFTC_i表示第i 个DBDG有功功率均分的有限时间控制器输出值，fFTC_i由式(3)确定；式中，表示有限时间控制器第一参数，sign表示符号函数，丫:表示有限时间控制器第 二参数冲均表示有限时间控制器第三参数，其中，0〈αι〈1 ▲>〇, γ : 2 〇; Δ fpri i表示第i个 DBDG-次频率控制器输出值的偏差，Δ fpri i由式(4)确定：式中，Ni表示与第i个DBDG相邻的分布式单元DG的集合;aij表示第i个DBDG与第j个DG间 的通信耦合系数;若编号为j的单元为DBDG，则fpri」表示第j个DBDG的一次频率下垂控制器 输出值;若编号为j的单元不为DBDG，则f pri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟 一次频率下垂控制器输出值。3. 按照权利要求2所述的基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其 特征在于，所述的步骤20)中，进行无功电压控制的具体过程为：各DBDG根据本地电压测量 值和邻居一次电压控制器的输出值，按照式(5)实现电压的分布式恢复和无功功率均分： Esec-i = KP2 ( Eref-Ei ) +Ki2 J [ bi ( Eref-Ei ) +EFTC-i ] dt 式（5 ) 式中，Esec_i表不第i个DBDG的二次电压控制器输出值;KP2表不电压恢复的比例控制器参 数;Eref表示微电网电压控制的标准值;Ei表示第i个DBDG本地电压幅值的测量值;Kl2表示电 压恢复的积分控制器参数;bi表示第i个DBDG的电压参考系数，若DBDG为参考节点，bi为1;若 DBDG为非参考节点，则bi为0;EFTC_i表示第i个DBDG无功功率均分的有限时间控制器输出值， 由式(6)确定；式中，β2表示有限时间控制器第四参数，γ2表示有限时间控制器第五参数，〇2表示有限 时间控制器第六参数，其中，0〈α2〈1，β2>0, γ 2 2 0; Λ Epri_i表示第i个DBDG-次电压下垂控制 器输出值的偏差，AEpri_i由式(7)确定：式中，若编号为j的单元为DBDG，Epri」表示第j个DBDG的一次电压下垂控制器输出值，否 贝ljEpri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制器输出值。4. 按照权利要求1所述的基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其 #征亦干.所彳术的舟藤1 Π )由.η?和mi依昭式S )施杂.式中，fmax表;^微电网频率的最大允许值;fmin表;^微电网频率的最小允许值;Pi_max表;^ 第i个DBDG输出有功功率的最大值;Emax表示微电网电压的最大允许值;Emin表示微电网电压 的最小允许值;Qi_ max表示第i个DBDG输出无功功率的最大值;Si表示第i个DBDG逆变器的额 定视在功率;Pi表示第i个DBDG输出的有功功率。5. 按照权利要求3所述的基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其 特征在于，所述的步骤20)中，所述的进行无功电压控制中，基于PQ控制或MPPT控制的DG，本 地二次无功输出调整控制器按照式(9)进行：式中，Qsec+i表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的无功功率参考值的调整值;m表示 第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟下垂系数，按照式（15)进行设定；AEpri」表示第i 个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制器输出值的偏差，按照式（16)进行 设定：式（15)中，Qi_max表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG输出无功功率的最大值;Si表示 第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG逆变器的额定视在功率;Pi表示第i个基于PQ控制或MPPT 控制的DG输出的有功功率；式（16)中，若编号为j的单元为DBDG，Epri」表示第j个DBDG的一次电压下垂控制器输出 值，否则Epri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制器输出值。6. 按照权利要求2所述的基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其 特征在于，所述的步骤20)中，进行有功频率控制中，式（4)中，当编号为j的单元不为DBDG 时，fpri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次频率下垂控制器输出值，如式 (10)所示，式（10)中，单元为基于PQ控制或MPPT控制的DG，fpri_i表示第i个基于PQ控制或MPPT控制 的DG的虚拟一次频率下垂控制器输出值;若编号为j的单元为DBDG，fpri」表示第j个DBDG的 一次频率下垂控制器输出值，否则表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次频率 下垂控制器输出值； 当编号为j的单元不为DBDG时，Epri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次 电压下垂控制器的输出值，如式(11)所示： Epri-i = Eref-ni(Qi_Q。-i)式（11) 式（11)中，Epri_i表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制器输 出值;Eref表示微电网电压控制的标准值，m表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟 无功电压下垂系数，按照式（15)设置;ζΚ表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG输出的无功 功率;Q Qi表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG输出无功功率的初始值。7. 按照权利要求2所述的基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，其 特征在于，所述的步骤20)中，依据式（12)、式（13)确定，符号函数sign定义如式（14)所 示：式中，Nunn为与第i个DG相邻的DG数目；Numj为与第j个DG相邻的DG数目；Θ是影响平均一 致算法收敛速度的收敛因子，〇〈9〈l;Ni表示与第i个DBDG相邻的DG的集合；式(14)中，X为变量。
【专利摘要】本发明公开了一种基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法，该控制方法包括下述步骤：步骤10）进行一次下垂控制：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和储能，自动控制输出端的频率和电压，调整功率输出，维持微电网的功率平衡：步骤20）进行二次分布式控制：在分布式的控制架构下，同时进行有功频率控制和无功电压控制，以实现各分布式单元按照可调容量承担微电网功率缺额及频率和电压的分布式恢复。该控制方法利用有限时间一致性方法，实现了频率电压的分布式二次恢复，保证了基于下垂控制的各分布式单元和储能根据功率容量承担功率缺额，维持微电网的频率和电压稳定，改善了微电网控制的可靠性和鲁棒性。
【IPC分类】H02J3/46, H02J3/24
【公开号】CN105634020
【申请号】CN201610054613
【发明人】顾伟, 陈明, 柳伟, 楼冠男, 薛帅, 曹戈
【申请人】东南大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月16日