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[0019] 15、A.EnglerandN.Soultanis，"DroopcontrolinLV-grids，"inProc.IEEE FuturePowerSyst.，Nov.，2005,pp. 1 - 6.
[0020] 16、Y.MohamedandE.Saadany,"Adaptivedecentralizeddroopcontroller topreservepowersharingstabilityofparalleledinvertersindistributed generationmicrogrids，"IEEETrans.PowerElectron.,vol.23,no.6,pp.2806 -2816,Nov. 2008.
[0021] 17、C.Wang，Y.Li，K.Peng，B.HongandZ.WuandChongboSun，"Coordinated OptimalDesignofInverterControllersinaMicro-GridWithMultiple DistributedGenerationUnits，''PowerSyst. ,IEEETransactionson,vol. 28,no. 3,pp. 2679, 2687,Aug. 2013.
[0022] 18、X.Liu，P.Wang，andP.C.Loh，"Ahybridac/dcmicrogridandits coordinationcontrol，〃IEEETrans.SmartGrid，vol. 2,no. 2,pp. 278-286,Jun. 201L
[0023]1 9、J.M.Guerrero，J.C.Vasquez，J?Matas，L?G.deVicuna，and M.Castilla，"Hierarchicalcontrolofdroop-controlledacanddcmicrogrids-a generalapproachtowardstandardization,^IEEETrans.Ind.Electron.,vol. 58,no. 1, pp. 158-172,Jan. 2011，并且提出了不同的方案来优化下垂设置并改善了功率分配。参考文 献中提出增强后的下垂控制具有瞬时下垂特性，并给出一个低带宽通信（LBC)为基础改进 的下垂控制方法，见文献12、13。静态下垂补偿器被应用于功率分配，以改善传统下垂控制 的操作性能，见文献14。人们还对具有虚拟输出阻抗的改进型下垂控制器（见文献20)和 基于谐波的下垂控制器（见文献21)进行了研究。
[0024] 20、N.R.ChaudhuriandB.Chaudhuri，"Adaptivedroopcontrolfor effectivepowersharinginmulti-terminalDC(MTDC)grids，"IEEETrans.Power Syst.，vol. 28,no. 1，pp. 21 - 29,Feb. 2013.
[0025] 2KR.Eriksson,J.Beerten,M.Ghandhari,andR.Belmans,"Optimisingdc voltagedroopsettingsforac/dcsysteminteractions，"IEEETrans.Power Del.，vol. 29,no. 1，pp. 362-368.Feb. 2014〇
[0026] 智能和鲁棒控制方法，如TS模糊控制，自适应算法，滑模控制等，也被用于改善下 垂控制（文献22、23、24)。在开发的一个新框架[24](文献23)是基于自适应神经模糊推 理系统（ANFIS)，它可以仔细跟踪一般下垂控制器的动态特性。但是，它需要这两者必须涵 盖范围广泛的负载变化实时和训练数据。自适应下垂控制技术不能完全独立于微电网模 型，这确保了电压源逆变器在稳态条件下的最佳操作（文献24)。
[0027] 22、H.Kakigano,Y.MiuraandT.Ise，"DistributionVoltageControlforDC MicrogridsUsingFuzzyControlandGain-SchedulingTechnique''，IEEETrans.Power Electron.，vol. 28,no. 5,pp. 2246-2258,May. 2013.
[0028] 23、H.BevraniandS.Shokoohi，"AnIntelligentDroopControlfor SimultaneousVoltageandFrequencyRegulationinIslandedMicrogrids"，IEEE Trans.SmartGrid. ,vol. 4,no. 3,pp. 1505-1513,Sept. 2013.
[0029] 24、S.Eren，M.Pahlevaninezhad，A.Bakhshai，P.Jain，AnAdaptiveDroopDC-Bus VoltageControllerforaGrid-ConnectedVoltageSourceInverterwithLCL Filter,IEEETransactionsonPowerElectronics。
【发明内容】
[0030] 本发明是针对下垂控制在直流微网运用存在的问题，提出了一种独立直流微网智 能功率分配方法，针对含较多可再生能源发电和直流负载持续增长的电力系统，为一种接 受多样分布式电源的独立直流微网设计功率分配方法，此方法对独立直流微网外的其他电 源的抗干扰强。
[0031] 本发明的技术方案为：一种独立直流微网智能功率分配方法，具体包括如下步 骤：
[0032] 1)用非线性下垂特性来准确的描述电压和输出功率之间的关系，得出直流电压幅 值和有功功率间的关系式：
【主权项】
1. 一种独立直流微网智能功率分配方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 1) 用非线性下垂特性来准确的描述电压和输出功率之间的关系，得出直流电压幅值和 有功功率间的关系式：
其中，AVi是每个直流源瞬时电压与额定电压之间的差值，APi是每个直流源瞬时功 率与额定功率间的差值，￥_是每个直流源输出电压幅值，Kd是所提出的下垂系数； 2) 将步骤1)所得非线性下垂特性代替下垂功率控制器运用到微电网控制中，建立直 流微网的状态空间模型： 通过采集输出电压L和输出电流I&估量瞬时功率p' =V& ? 1。1;功率信号通过低 通滤波器滤波消除谐波以获取功率基波P，低通滤波器中《。是截止滤波器的频率，s是 拉普拉斯算子；低通滤波器输出通过下垂功率控制器输出的参考直流电压下垂功率 控制器输出依次通过电压控制器和电流控制器到电力电子变换器，电力电子变换器输出 通过输出电容Cf和输出电感L。到微网，针对电压控制器以及电流控制器，分别定义变量
，其中r是电压控制器的输出信号，Idg是电力电子变换器 中的电感电流，其中klv是电压PI控制器的比例系数，kPv是电压PI控制器的积分系数，kn 是电流PI控制器的比例系数，kPi是电流PI控制器的积分系数； 得到微电网控制的状态方程为：x= /4(x) +Bn 其中：
3. T-S模糊方法对步骤2)所得状态空间模型进行整体建模，T-S全局模糊模型的输出 表示形式为：
其中规则i= 1，2,…，r表示第i条模糊推理规则，x(t)GRn是状态向量，u(t)GRm 为控制输入向量，AeRnXn和heRnXn是系统矩阵和输入矩阵，AAi表示参数不确定的时 变矩阵； 4)根据T-S模糊模型，利用滑模控制方法针对非匹配的参数不确定系统设计鲁棒下垂 控制器，保证各个直流源的功率自动分配的鲁棒性和准确性。
【专利摘要】本发明涉及一种独立直流微网智能功率分配方法，用非线性下垂特性来准确的描述电压和输出功率之间的关系，得出直流电压幅值和有功功率间的关系式，利用所得的非线性下垂特性设计下垂功率控制器运用到微电网控制中，建立直流微网控制系统的状态空间模型，通过T-S模糊方法对所得状态空间模型进行整体模糊建模，并基于建立的T-S模糊状态空间模型设计滑模下垂控制器自动分配各个直流源的输出功率。非线性特性建立状态空间模型能够更精准的模拟分布式发电单元的实际运行特性；基于T-S模糊模型利用滑模控制方法设计非匹配的鲁棒下垂控制器，不仅能够保证系统对扰动的自适应性，同时可以在一定程度上忽略可再生能源的不确定性和间歇性。
【IPC分类】H02J1-10, H02J1-14
【公开号】CN104578045
【申请号】CN201510067621
【发明人】米阳, 张寒, 符杨, 夏洪亮, 韩云昊, 吴彦伟
【申请人】上海电力学院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月9日