直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及新能源电力系统中直流微网领域，尤其设及一种直流微网多智能体自 适应下垂一致性协调控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 微网可W有效整合各种分布式发电技术，为新能源及可再生能源分布式发电的规 模化应用提供了有效的技术途径。随着分布式电源种类的增加和数量的增长、直流负荷的 普及，配电网结构的复杂多样，交流微网难W全面满足日益增长的供用电需求，为保证新能 源及可再生能源的高效利用，提高直流微网系统的电能质量和供电可靠性，W及更好地满 足用户的多元化电力需求，直流微网技术应运而生，已成为微网技术发展的必然趋势之一。
[0003] 多智能体的一致性协议仅需相邻分布式电源的信息，在联合连通的网络中就能实 现领航跟随一致，其收敛速度更快，动态响应能力更好，非常适合用于直流微网的控制研 究。
[0004] 1、直流下垂控制方法分析
[0005] 2台直流微源并联的直流微网系统戴维南简化模型如图1所示，其中DC-DC变换器 用戴维南等效模型代替。
[0006] 由图1可知：
[0007]
[000引式中，\为负荷侧电压，Ri和Rz分别为支路1、2的线路电阻；VfW为DC-DC变换器 输出侧直流电压参考值，取直流母线的额定电压；Id。:和I4。2分别为第1、2个DC-DC变换器 输出电流；Rdi和Rd2分别为第1、2个DC-DC变换器下垂控制的下垂系数，又称为虚拟阻抗。 [000引将式（1)进一步化简得：
[0010]
12 式（2)表明当忽略线路阻抗或者Rdi>>Ri,(i= 1，2)时，可W通过调节下垂控制 的虚拟电阻来实现有功功率在DC-DC变换器之间的精确分配，即
。但是在实际直 流微网中，线路阻抗Ri并非可W完全忽略，此时只有当
才能消除功率分配误差， 实现功率精确分配，然而如果Rdi的取值比较大时，会直接影响直流系统的稳定性。 2 由上述分析可知，线路阻抗W及直流下垂控制的虚拟阻抗对直流微网系统的功率 分配和电压稳定性的影响较大。当考虑线路阻抗时，各DC-DC变换器的输出电压并不完全 一样，运样有可能导致负荷功率分配的不精确。若采取简单的固定虚拟阻抗，当虚拟阻抗取 值较大时虽然可W满足功率精确分配的要求，但是有可能导致直流母线电压的崩溃；若虚 拟阻抗取值较小，虽然可W满足直流电压稳定性的要求，但是功率分配的精确度将大大降 低。
【发明内容】
[0013] 本发明提供了一种直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制方法及装置，本 发明在满足直流电压稳定性的前提下提高了功率分配的精确度，详见下文描述：
[0014] 一种直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制方法，所述控制方法包括W下 步骤：
[0015] 将获取到的多智能体一致性协议应用到直流微网虚拟领航者多智能体结构中，获 取基于虚拟领航者智能体邻居集的直流微网一致性协议；
[0016] 通过基于虚拟领航者智能体邻居集的直流微网一致性协议获取直流微网系统的 非线性误差一致性控制协议；
[0017] 通过非线性误差一致性控制协议、比例复数积分对直流微网系统进行控制，获取 自适应动态变化的虚拟阻抗，W及控制DC-DC变换器的输出电压。
[0018] 其中，所述控制方法还包括：
[0019] 构建直流微网虚拟领航者多智能体结构；
[0020] 根据直流微网虚拟领航者多智能体结构获取多智能体一致性协议。
[0021] 其中，所述直流微网虚拟领航者多智能体结构具体为：
[0022] 将直流微网系统的额定期望值作为一个虚拟领航者智能体；将直流微网中的每个 直流分布式电源W及其控制器作为一个分布式电源智能体；各分布式电源智能体跟随虚拟 领航者智能体的状态。
[0023] 一种直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制装置，所述控制装置包括：
[0024] 第一获取模块，用于将获取到的多智能体一致性协议应用到直流微网虚拟领航者 多智能体结构中，获取基于虚拟领航者智能体邻居集的直流微网一致性协议；
[00巧]第二获取模块，用于通过基于虚拟领航者智能体邻居集的直流微网一致性协议获 取直流微网系统的非线性误差一致性控制协议；
[0026] 第=获取模块，用于通过非线性一致性控制协议、比例复数积分对直流微网系统 进行控制，获取自适应动态变化的虚拟阻抗，W及控制DC-DC变换器的输出电压。
[0027] 其中，所述控制装置还包括：
[0028] 构建模块，用于构建直流微网虚拟领航者多智能体结构；
[0029] 第四获取模块，用于根据直流微网虚拟领航者多智能体结构获取多智能体一致性 协议。
[0030] 本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明充分考虑线路阻抗等因素对直流微 网系统的影响，针对直流微网的运行特性，提出了直流微网自适应下垂控制方法。理论分析 和仿真实验的结果表明，本发明能够根据直流微网系统的运行状况在线实时动态调整直流 微网下垂控制的虚拟阻抗，在合理分配负荷功率的同时，维持直流微网母线电压在额定值 附近，提高了直流微网系统的电压质量。此外，在今后的研究中，还可W采用该发明实现含 多个分布式电源的交直流混合微电网的功率协调控制。
【附图说明】
[0031] 图1为直流微网戴维南等效电路示意图；
[0032] 图2为直流微网虚拟领航者多智能体结构图；
[0033] 图3为自适应的下垂控制原理示意图；
[0034] 图4为自适应控制框图；
[0035] 图5为直流微网的系统控制框图；
[0036] 图6为独立直流微网系统的结构示意图；
[0037] 图7为控制方式切换下直流母线电压变化曲线示意图；
[0038] 图8为控制方式切换下直流微网系统的电流分配曲线示意图。
[0039] 图9为直流负荷突降情况下直流母线电压变化曲线示意图；
[0040] 图10为直流负荷突降情况下直流微网系统的电流分配曲线示意图；
[0041] 图11为直流负荷突降情况下虚拟阻抗变化曲线示意图。
[0042] 图12为一种直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制装置的结构示意图；
[0043] 图13为一种直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制装置的另一结构示意 图。
[0044] 附图中，各部件的列表如下：
[0045] 1 :第一获取模块；2 :第二获取模块；
[0046] 3 :第S获取模块；4 :构建模块；
[0047] 5 :第四获取模块。
【具体实施方式】
[0048] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步 地详细描述。
[0049] 针对【背景技术】中的问题，本发明实施例提出一种直流微网多智能体自适应下垂一 致性协调控制方法及装置，该发明根据负荷情况自适应地改变虚拟阻抗，能够在保证负荷 功率精确分配的同时兼顾直流系统的电压稳定，维持直流微网母线电压在额定值附近，保 证直流微网电压达到稳态指标，详见下文描述：
[0050] 实施例1
[0051] 一种直流微网多智能体自适应下垂一致性协调控制方法，该控制方法包括W下步 骤：
[0052] 101 :将获取到的多智能体一致性协议应用到直流微网虚拟领航者多智能体结构 中，获取基于虚拟领航者智能体邻居集的直流微网一致性协议；
[0053] 102:通过基于虚拟领航者智能体邻居集的直流微网一致性协议获取直流微网系 统的非线性误差一致性控制