[发明专利]一种基于生成对抗神经网络的微电网分层控制策略

说明书

本发明公开了一种基于生成对抗神经网络的微电网分层控制策略，包括物理层和信息层，物理层包括功率计算、下垂控制、二次控制、电压电流双闭环以及PWM信号产生器；信息层包括考虑通信时变时延的电压预测补偿器、频率预测补偿器以及通信网络，本发明实现了不同通信时延条件下的电压与频率控制，保证了微电网系统在通信时延下的稳定性，为通信时延下的微电网系统的电压、频率控制提供了一种新的方法。

技术领域

本发明涉及智能电网控制领域，尤其是一种基于生成对抗神经网络的微电 网分层控制策略。

背景技术

随着社会经济的快速发展和生活质量的不断提高，人们对电力能源的需求 和要求也逐渐增加。光伏、风力发电等分布式发电单元由于其具有的清洁性、 高效性已经被广泛应用于电网领域，为了解决分布式电源和传统电网间的矛盾， 提高电力系统的经济性、可靠性，微电网的概念被众多学者提出。目前微电网 普遍采用下垂控制实现系统的即插即用，但由于下垂控制为有静差控制，稳态 时系统电压与频率会与参考值存在偏差，因此需要添加二次控制或改进下垂进 行电压与频率的补偿。传统的二次控制中微电网电压控制采用集中式控制方式， 但该控制方式需要所有发电单元的信息，对于通信网络有着较强的依赖性以及 较高的要求，并且控制过程中需要大量计算，因此集中控制不可靠且不经济；分布式控制利用相邻单元的信息进行信息互换，实现全局控制，大大减少了通 信的依赖性以及计算量，相比于集中控制而言更加稳定可靠，因此分布式控制 被越来越多的应用到微电网控制中。虽然分布式发电降低了通信的依赖程度， 但通信的融入不可避免的会产生时变时延，邻居智能体存在的时变时延仅对系 统的收敛时间产生影响，而本地智能体存在的时变时延会对系统的稳定性和安 全性产生极大影响。因此，如何设计一种通信时变时延下的控制策略，解决本 地智能体的通信时变时延所导致的系统电能质量不稳定问题，保证系统良好的 动态性能，是目前智能电网一个重要研究方向。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于生成对抗神经网络的微电网分 层控制策略,基于分布式控制策略对信息传输时的通信时变时延进行考虑，设 计了一种可行、灵活、可靠的电压、频率分层控制策略，进而保证在时变时延 的通信下，能够通过该方法解决智能体的通信时变时延对微电网所造成的系统 电压、频率不稳定问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于生成对抗神 经网络的微电网分层控制策略，包括物理层和信息层，物理层包括功率计算、 下垂控制、二次控制、电压电流双闭环以及PWM信号产生器；信息层包括考虑 通信时变时延的电压预测补偿器、频率预测补偿器以及通信网络；微电网的分 层控制流程具体如下：

S1、将分布式发电单元输出的电压与电流经过Park变换后输入至功率计算 进行计算得到有功功率P_i和无功功率Q_i；

S2、将功率计算环节输出的有功功率P_i和无功功率Q_i输入至下垂控制得到 生成的频率ω_i和电压U_i；

S3、将下垂控制生成的频率ω_i和电压U_i作为通信数据，并与邻居智能体通 过通信网络进行交互；

S4、通过通信网络的数据进入考虑通信时变时延的电压预测补偿器、频率 预测补偿器，对微电网的电压和频率进行预测补偿；

S5、利用电压预测补偿器和频率预测补偿器的输出，使用PI控制器完成系 统的二次控制环节；

S6、二次控制经过电压合成得到合成电压U_i∠θ_i并输入至电压电流双闭环 中，其中θ_i为频率对应的角度，θ_i具体计算公式如下：

θ_i＝∫ω_idt, (1)