[发明专利]一种基于无线网络的微电网复杂动态网络控制的方法

权利要求书

1.一种基于无线网络的微电网复杂动态网络控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：先建立无线网络通信条件下的微电网复杂动态网络模型；

S2：再建立无线网络通信模型；

S3：最后通过微电网复杂动态网络模型和无线网络通信模型得出微网的分布式控制方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的微电网复杂动态网络控制的方法，其特征在于，所述建立无线网络通信条件下的微电网复杂动态网络模型时；

J为总目标；R为总约束；ε_i，ε_j为协调偏差；λ_i，λ_j为协调变量；m_i，m_j为假想关联；为实际电网关联；u_i，u_j为本地控制(i＝1，2，…，N)；x_i，x_j为节点状态(j＝1，2，…，N)；

设大系统由N个子系统组成，其状态方程组如下：

式中，x_i，u_i为第i个子系统的状态变量，控制变量；A_ii,B_j为第i个子系统的对象矩阵，控制矩阵；为第i个子系统的实际关联(耦合)，本地控制器可表示为其中N_i表示i节点可以通过无线通信链接的节点集，也就说，本地控制器只能使用自己和邻居节点的信息，为i节点所接受到的j节点的信息，由于无线通信的干扰，i节点无法获得精确的j节点的信息，例如，i节点可能收到的是时滞的信息，可表示系统的任务是在局部信息下，达到系统总体优化，在这里，通信网络的拓扑结构与电力网络的拓扑结构可能发生随时的变化：

式中，第i个子系统局部最优化的子目标函数为

3.根据权利要求2所述的一种基于无线网络的微电网复杂动态网络控制的方法，其特征在于，所述建立无线网络通信模型时：

理想传输条件下，在第k个采样时刻，包含传感信息的测量数据包到达控制器的网络延时为：

τ_sc(k)＝T_DIFS+rT_siot+T_frame(j)+T_encorder+T_decorder+T_wait

其中，源节点是传感器节点，目的节点是控制器节点，设定CW_min是CSMA/CA机制中定义的最小冲突避免时间；T_DIFS是MAC层定义的发送节点对信道状态的检测时间；T_slot是MAC层定义的时间片(Time Slot)；r是[0,CW_min]之间的一个随机数；T_frame是源节点发送数据包(Frame)的时间；T_encorder是采样信息在源节点上编码为适合网络传输所需要的编码时间，与具体的硬件设备有关；T_decorder是译码测量数据包、提取所需信息进行处理的时间，与具体的硬件设备有关；T_wait是测量数据包在源节点的发送缓冲队列中等待发送的时间；

竞争和包错误条件下，此时，多个节点通过竞争的方式实现对通讯信道的访问，竞争胜利的节点可以立即发送数据包，而失败的节点等待若干时间片后，再重新竞争以便进行数据发送，对于竞争失败的节点来说，在它再次尝试竞争之前，必须先保证胜利的节点完成数据包的发送，这个竞争过程所引入的延时为：

其中，p是节点竞争失败的次数；是第m次竞争中，获得胜利的节点发送数据包所花费的时间；

在无线网络控制系统中，电磁干扰、信道饱和等种种原因会使得无线信道上的数据包发生错误，此时，该数据包需要重新发送，由于数据包错误所引入的附加延时为:

其中，q是数据包发生错误的次数；r_n是之间的一个随机数；n是数据包发生错误时重发的次数。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线网络的微电网复杂动态网络控制的方法，其特征在于，得出微网的分布式控制方案时，为了协调控制微网中各个设备，使他们处在最优的工作状态，各个分布式电源(DG)之间需要有通信线路，以实现在没有中央调度的情况下完成最优，对于基于无线网络的微网控制系统来说，这个通讯线路具有一定的不确定性，使用分布式的控制方案，可以保证微网在某些链接通讯失效的情况下也能正常运行，并且可以满足微电网“即插即用”的要求，此时，微网的暂态供需平衡依靠底层DG控制器来实现，在牺牲一定的运行性能的情况下，微网仍能安全稳定运行，当通讯恢复的时候，微网能够迅速恢复在优化状态下的运行。