[发明专利]一种基于多智能体系统的孤岛微网电压/频率分布式二级控制方法

说明书

本发明是一种基于多智能体系统的孤岛微网电压/频率分布式二级控制方法，其特点是，包括分布式电压、频率下垂控制器设计以及分布式电压、频率二级控制器设计，该方法基于输入/输出反馈线性化理论和一致性理论，将传统集中式分级控制策略转化为一个一阶线性多智能体系统的同步问题，进而弥补了下垂控制带来的电压、频率误差。该方法相比于传统集中式分级控制方法，没有中央控制器且使用了稀疏的通信网络进而极大地提高了系统的可靠性；而且该方法能适用于微网较为复杂网络拓扑结构，实现了微网即插即用的特点。

技术领域

本发明涉及电力系统微网控制技术领域，是一种基于多智能体系统的孤岛微网电压/频率分布式二级控制方法。

背景技术

近年来，微网作为智能电网的重要组成部分得到了迅速发展，其运行模式一般分为并网模式、孤岛模式两类。正常情况下，微网以并网模式运行，与主网相连；当主网发生故障或有特殊运行要求的情况下，微网会脱离主网进入孤岛运行模式。微网在孤岛运行模式下，可通过下垂控制策略来调节微网的电压和频率。当负荷变化时，各分布式电源通过调节其电压和频率可使微网达到一个新的稳态工作点，进而实现功率的合理分配。但由于下垂控制是一种有差控制，负荷变化前后系统电压、频率会有所变化，如何弥补两者之间的误差，是亟需解决的重要问题之一。

目前集中式分级电压、频率控制方法在电压、频率调节领域应用比较广泛，该方法在对一级下垂控制进行改进的基础之上，利用二级控制改善了电压、频率的质量，但该法依旧存有误差，而且由于需要中央控制器和复杂的通信网络，其系统可靠性较低。随着多智能体系统控制理论的发展，其在电力系统运行控制中得到了广泛应用，基于多智能体系统的分布式控制方法能够更好实现网络中所有智能体的一致性，该法能够更好地改善微网电压和频率的质量，而且该控制方法由于使用稀疏的通信网络因而具有较高的可靠性。

发明内容

本发明的目的是，提供一种可靠性高、电压及频率质量改善效果好的一种基于多智能体系统的孤岛微网电压/频率分布式二级控制方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：

1)分布式电压一级下垂控制器设计

为了使第i个分布式电源的输出电压v_o,magi同步到参考电压v_ref，为下垂控制选择一个合适的电压控制输入量V_ni，分布式电压一级下垂控制器的设计步骤如下：

分布式电源的下垂特性可用下式表示：

v_odi＝V_ni-n_QiQ_i (1)

式中，Q_i表示第i个分布式电源输出的无功功率，v_odi是第i个分布式电源的输出电压v_o,magi的直轴分量。运用输入-输出反馈线性化理论，将式(1)等式两边分别微分，即：

式中，u_vi是辅助控制输入量。根据式(2)，分布式电压控制问题就转化为一个一阶线性多智能体系统的跟踪同步问题：

为了实现对v_odi的同步，假设每个分布式电源可以在制定的有向通信图上和其他分布式电源互相联系。辅助控制输入量u_vi根据每一个分布式电源及其在有向通信图上相邻的分布式电源的信息来确定：

u_vi＝-c_ve_vi (4)

式中，c_v为控制增益；e_vi为第i个分布式电源与其相邻的第j个分布式电源间的跟踪误差。